JPH11150256A - 光電変換素子及び光電変換装置 - Google Patents
光電変換素子及び光電変換装置Info
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- JPH11150256A JPH11150256A JP9330287A JP33028797A JPH11150256A JP H11150256 A JPH11150256 A JP H11150256A JP 9330287 A JP9330287 A JP 9330287A JP 33028797 A JP33028797 A JP 33028797A JP H11150256 A JPH11150256 A JP H11150256A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光面積の拡大で光電変換効率を高めたり、
露光時間を自動的調整したり、特定波長の光を効率よく
検知できる光電変換素子を提供する。 【解決手段】 光電変換素子２０は、フォトダイオード
２１、ＪＦＥＴ２２よりなる出力部、フォトダイオード
２１からの信号電荷をＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
に供給する転送用トランジスタ２３、リセット用トラン
ジスタ２４を備える。通常ＪＦＥＴ２２の上部を覆う遮
光膜が除去されてゲート領域２２Ａで入射光に応じて信
号電荷が生成する。ゲート領域２２Ａからの信号電荷は
フォトダイオード２１からの信号電荷と個別に、又は、
フォトダイオード２１からの信号電荷と加算してＪＦＥ
Ｔ２２のソースから電気信号Ｖoutの形で出力される。
露光時間を自動的調整したり、特定波長の光を効率よく
検知できる光電変換素子を提供する。 【解決手段】 光電変換素子２０は、フォトダイオード
２１、ＪＦＥＴ２２よりなる出力部、フォトダイオード
２１からの信号電荷をＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
に供給する転送用トランジスタ２３、リセット用トラン
ジスタ２４を備える。通常ＪＦＥＴ２２の上部を覆う遮
光膜が除去されてゲート領域２２Ａで入射光に応じて信
号電荷が生成する。ゲート領域２２Ａからの信号電荷は
フォトダイオード２１からの信号電荷と個別に、又は、
フォトダイオード２１からの信号電荷と加算してＪＦＥ
Ｔ２２のソースから電気信号Ｖoutの形で出力される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子及び
光電変換装置に関し、特に１つの画素当りに、主たる受
光部と従たる受光部とが形成された光電変換素子及び光
電変換装置に関する。
光電変換装置に関し、特に１つの画素当りに、主たる受
光部と従たる受光部とが形成された光電変換素子及び光
電変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光電変換部として入射光に応
じた信号電荷を生成するフォトダイオードを用い、この
フォトダイオードにて生成された電荷に応じた信号を増
幅用トランジスタにて電流増幅して出力するようにした
光電変換素子が公知である（例えば、特開平８−２９３
５９１号公報）。
じた信号電荷を生成するフォトダイオードを用い、この
フォトダイオードにて生成された電荷に応じた信号を増
幅用トランジスタにて電流増幅して出力するようにした
光電変換素子が公知である（例えば、特開平８−２９３
５９１号公報）。
【０００３】図２５、図２６、図２７に上記特開平８−
２９３５８１号にて提案されている光電変換素子のデバ
イス構造を示す。このうち図２５は光電変換素子１０の
平面構造を示す平面図、図２６は図２５のＸ−Ｘ線に沿
った断面図、図２７は図２５のＹ−Ｙ線に沿った断面図
である。これらの図に示すように光電変換素子１０は、
入射光に応じた電荷を生成して蓄積するフォトダイオー
ド１１と、そのゲート領域１２Ａに受け取った信号電荷
に応じた電気信号Ｖoutを出力する接合型電界効果トラ
ンジスタ（ＪＦＥＴ）１２と、フォトダイオード１１に
よって生成・蓄積された信号電荷をＪＦＥＴ１２のゲー
ト領域１２Ａに供給（転送）するための転送用トランジ
スタ１３と、ＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａに供給
（転送）された信号電荷をその後に排出するためのリセ
ット用トランジスタ１４とによって主要部を構成してい
る。
２９３５８１号にて提案されている光電変換素子のデバ
イス構造を示す。このうち図２５は光電変換素子１０の
平面構造を示す平面図、図２６は図２５のＸ−Ｘ線に沿
った断面図、図２７は図２５のＹ−Ｙ線に沿った断面図
である。これらの図に示すように光電変換素子１０は、
入射光に応じた電荷を生成して蓄積するフォトダイオー
ド１１と、そのゲート領域１２Ａに受け取った信号電荷
に応じた電気信号Ｖoutを出力する接合型電界効果トラ
ンジスタ（ＪＦＥＴ）１２と、フォトダイオード１１に
よって生成・蓄積された信号電荷をＪＦＥＴ１２のゲー
ト領域１２Ａに供給（転送）するための転送用トランジ
スタ１３と、ＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａに供給
（転送）された信号電荷をその後に排出するためのリセ
ット用トランジスタ１４とによって主要部を構成してい
る。
【０００４】図２８は、図２５から図２７で示した光電
変換素子１０及びこれに接続された信号検出回路１９０
を示す回路図、図２９は図２８に示す転送用トランジス
タＱTG（１３）、リセット用トランジスタＱRSG（１
４）の各ゲート電極、リセット用トランジスタＱRSG
（１４）のドレイン（リセットドレイン１４Ｂ）に各々
供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波
形、及びＪＦＥＴ１２のソース（ノードＮ１側）に現れ
る電気信号Ｖoutの波形を示すタイミングチャートであ
る。
変換素子１０及びこれに接続された信号検出回路１９０
を示す回路図、図２９は図２８に示す転送用トランジス
タＱTG（１３）、リセット用トランジスタＱRSG（１
４）の各ゲート電極、リセット用トランジスタＱRSG
（１４）のドレイン（リセットドレイン１４Ｂ）に各々
供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波
形、及びＪＦＥＴ１２のソース（ノードＮ１側）に現れ
る電気信号Ｖoutの波形を示すタイミングチャートであ
る。
【０００５】便宜上、ｔ10時点からこの光電変換素子１
０の動作を説明すると、先ず、このｔ10時点で駆動パル
スφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転すること
でリセット用トランジスタＱRSGがオンし、このとき一
方で駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となってリセット用トランジスタＱRSGのドレイン
を介してＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａにこの一定電
圧ＶGHが印加される。
０の動作を説明すると、先ず、このｔ10時点で駆動パル
スφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転すること
でリセット用トランジスタＱRSGがオンし、このとき一
方で駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となってリセット用トランジスタＱRSGのドレイン
を介してＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａにこの一定電
圧ＶGHが印加される。
【０００６】このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖou
tは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。そし
て、ｔ11時点では、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルと
なってリセット用トランジスタＱRSGがオフとなり、駆
動パルスφＲＳＤはローレベル（ＶGL）となる。このと
きＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａはフローティング状
態になるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutの値
は、ＶDのままその値が保持される。
tは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。そし
て、ｔ11時点では、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルと
なってリセット用トランジスタＱRSGがオフとなり、駆
動パルスφＲＳＤはローレベル（ＶGL）となる。このと
きＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａはフローティング状
態になるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutの値
は、ＶDのままその値が保持される。
【０００７】更に、ｔ12時点に至ると、再び、駆動パル
スφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転すること
でリセット用トランジスタＱRSGがオンし、一方、駆動
パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧ＶGH）とな
ることでリセット用トランジスタＱRSGのドレインを介
してＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａにこの一定電圧Ｖ
GHが印加される。
スφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転すること
でリセット用トランジスタＱRSGがオンし、一方、駆動
パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧ＶGH）とな
ることでリセット用トランジスタＱRSGのドレインを介
してＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａにこの一定電圧Ｖ
GHが印加される。
【０００８】そして、ｔ13時点では、駆動パルスφＲＳ
Ｇがハイレベルになってリセット用トランジスタＱRSG
がオフとなり、ＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａはフロ
ーティング状態になる。そして、ｔ14時点で、駆動パル
スφＴＧがローレベルとなって転送用トランジスタＱTG
がオンとなり、フォトダイオード１１で生成・蓄積され
ていた、入射光に応じた信号電荷が、ＪＦＥＴ１２のゲ
ート領域１２Ａに供給（転送）される。このフォトダイ
オード１１からの信号電荷を受けたＪＦＥＴ１２は、そ
のソースの電位（ノードＮ１に現れる電気信号）Ｖout
がこのときゲート領域１２Ａに供給（転送）された信号
電荷に応じた値、即ち入射光に応じた値Ｖｓとなる。
Ｇがハイレベルになってリセット用トランジスタＱRSG
がオフとなり、ＪＦＥＴ１２のゲート領域１２Ａはフロ
ーティング状態になる。そして、ｔ14時点で、駆動パル
スφＴＧがローレベルとなって転送用トランジスタＱTG
がオンとなり、フォトダイオード１１で生成・蓄積され
ていた、入射光に応じた信号電荷が、ＪＦＥＴ１２のゲ
ート領域１２Ａに供給（転送）される。このフォトダイ
オード１１からの信号電荷を受けたＪＦＥＴ１２は、そ
のソースの電位（ノードＮ１に現れる電気信号）Ｖout
がこのときゲート領域１２Ａに供給（転送）された信号
電荷に応じた値、即ち入射光に応じた値Ｖｓとなる。
【０００９】その後、ｔ15時点に至ると、駆動パルスφ
ＴＧはハイレベルに反転されて、フォトダイオード１１
で生成された信号電荷は再び、フォトダイオード１１内
で蓄積される。ｔ20時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤ
がハイレベル、駆動パルスφＲＳＧはローレベルとな
り、以降、ノードＮ１における電気信号Ｖoutは、暗出
力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
ＴＧはハイレベルに反転されて、フォトダイオード１１
で生成された信号電荷は再び、フォトダイオード１１内
で蓄積される。ｔ20時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤ
がハイレベル、駆動パルスφＲＳＧはローレベルとな
り、以降、ノードＮ１における電気信号Ｖoutは、暗出
力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
【００１０】上記のようにノードＮ１に互いに異なるタ
イミングで生じる２つの電気信号ＶD，Ｖｓは、図２８
に示す信号検出回路１９０に出力され、そのうちの一方
の値（例えば、ＶD）がサンプルホールド回路１９１で
記憶保持され、差分処理回路１９２でこの記憶保持され
た値（ＶD）を、他方の電気信号（Ｖｓ）から差し引く
ことにより、暗出力（ＶD）分が除去された光信号Ｖｐ
が出力される。
イミングで生じる２つの電気信号ＶD，Ｖｓは、図２８
に示す信号検出回路１９０に出力され、そのうちの一方
の値（例えば、ＶD）がサンプルホールド回路１９１で
記憶保持され、差分処理回路１９２でこの記憶保持され
た値（ＶD）を、他方の電気信号（Ｖｓ）から差し引く
ことにより、暗出力（ＶD）分が除去された光信号Ｖｐ
が出力される。
【００１１】このように光電変換素子１０では、信号検
出回路１９０によって、電気信号（Ｖｓ）からばらつき
等に起因するノイズ成分（ＶD）が除去された値（光信
号）Ｖｐが得られ、精度の高い入射光の検出が可能とな
る。ところで、このように構成された光電変換素子１０
は、図２５〜図２７に示すように、フォトダイオード１
１以外の半導体領域がアルミ配線、即ち、リセット用ト
ランジスタＱRSGのドレインに接続されているリセット
ドレイン用配線１４８（図２５の右下がり斜線で示す）
で覆われて遮光されている。
出回路１９０によって、電気信号（Ｖｓ）からばらつき
等に起因するノイズ成分（ＶD）が除去された値（光信
号）Ｖｐが得られ、精度の高い入射光の検出が可能とな
る。ところで、このように構成された光電変換素子１０
は、図２５〜図２７に示すように、フォトダイオード１
１以外の半導体領域がアルミ配線、即ち、リセット用ト
ランジスタＱRSGのドレインに接続されているリセット
ドレイン用配線１４８（図２５の右下がり斜線で示す）
で覆われて遮光されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
光電変換素子、特に光電変換素子を用いたイメージセン
サ等においては、その使用用途に応じて種々の、新たな
要求、課題が生じている。第１には、光電変換装置にお
いて、その撮影時の環境に応じた露光時間の調整、即
ち、シャッタの開閉時間の調整を撮影時の周囲の明るさ
に応じて自動的に行うという要求、課題である。
光電変換素子、特に光電変換素子を用いたイメージセン
サ等においては、その使用用途に応じて種々の、新たな
要求、課題が生じている。第１には、光電変換装置にお
いて、その撮影時の環境に応じた露光時間の調整、即
ち、シャッタの開閉時間の調整を撮影時の周囲の明るさ
に応じて自動的に行うという要求、課題である。
【００１３】即ち、光電変換素子が用いられた従来の光
電変換装置（図示省略）では、その暗箱（筐体）にシャ
ッタが設けられ、このシャッタの開成時間が露光時間と
なる。そして、この露光時間を、撮影時、その周囲が著
しく明るい場合に短く、暗い場合に長くすることで、撮
影時の周囲の明るさに拘わらず、鮮明な画像を得ること
ができる。
電変換装置（図示省略）では、その暗箱（筐体）にシャ
ッタが設けられ、このシャッタの開成時間が露光時間と
なる。そして、この露光時間を、撮影時、その周囲が著
しく明るい場合に短く、暗い場合に長くすることで、撮
影時の周囲の明るさに拘わらず、鮮明な画像を得ること
ができる。
【００１４】然るに、従来の光電変換装置では、露光時
間、即ちシャッタの開成時間が一定に設定されており、
周囲の明るさが変化した場合には露光量が変動して、鮮
明な画像を得ることができなかった。第２には、光電変
換素子１０（１画素）の受光面積（フォトダイオード１
１）をいかに大きく確保するかという要求、課題であ
る。
間、即ちシャッタの開成時間が一定に設定されており、
周囲の明るさが変化した場合には露光量が変動して、鮮
明な画像を得ることができなかった。第２には、光電変
換素子１０（１画素）の受光面積（フォトダイオード１
１）をいかに大きく確保するかという要求、課題であ
る。
【００１５】即ち、上記した光電変換素子１０では、フ
ォトダイオード１１で入射光に応じて生成された信号電
荷を、増幅用トランジスタ１２にて増幅（電流増幅）し
て電気信号Ｖoutを得るようにしている。この増幅する
機能を果たすため、１つの光電変換素子（１画素）当
り、フォトダイオード１１以外に、上記のように増幅用
トランジスタ１２、リセット用トランジスタ１４等が形
成されており、これら増幅用トランジスタ１２やリセッ
ト用トランジスタ１４を配置するためにある程度の面積
が必要となって、１画素当り１つのフォトダイオード１
１の占める面積を大きくするには限度があった。
ォトダイオード１１で入射光に応じて生成された信号電
荷を、増幅用トランジスタ１２にて増幅（電流増幅）し
て電気信号Ｖoutを得るようにしている。この増幅する
機能を果たすため、１つの光電変換素子（１画素）当
り、フォトダイオード１１以外に、上記のように増幅用
トランジスタ１２、リセット用トランジスタ１４等が形
成されており、これら増幅用トランジスタ１２やリセッ
ト用トランジスタ１４を配置するためにある程度の面積
が必要となって、１画素当り１つのフォトダイオード１
１の占める面積を大きくするには限度があった。
【００１６】第３には、光電変換装置を用いて光を検出
する場合に、入射光の分光特性（色に関する情報）を十
分に得たいという要請、課題である。即ち、光電変換装
置の用途の１つとして、特定の波長の光を物体に照射
し、このとき物体が放射する光を検出することで、その
物体の特性を測定する測定方法が知られている。
する場合に、入射光の分光特性（色に関する情報）を十
分に得たいという要請、課題である。即ち、光電変換装
置の用途の１つとして、特定の波長の光を物体に照射
し、このとき物体が放射する光を検出することで、その
物体の特性を測定する測定方法が知られている。
【００１７】例えば、特定の波長の光として青色の光を
用いてその測定を行うのであれば、青色の光を物体に照
射し物体から放射される光の強度を検出すればよい。こ
の放射光には照射した波長と同じ青色の光の他に長波長
側の光が含まれており、分光成分を検出すればよい。し
かし、従来の光電変換素子では、特定の色のカラーフィ
ルタを使って、狭い範囲の分光成分しか検知することが
できなかった。
用いてその測定を行うのであれば、青色の光を物体に照
射し物体から放射される光の強度を検出すればよい。こ
の放射光には照射した波長と同じ青色の光の他に長波長
側の光が含まれており、分光成分を検出すればよい。し
かし、従来の光電変換素子では、特定の色のカラーフィ
ルタを使って、狭い範囲の分光成分しか検知することが
できなかった。
【００１８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、光電変換装置が使用される環
境に応じて、その露光時間を自動的に調整することで、
周囲の明るさの変化に拘わらず、常に、鮮明な画像を得
ることができる光電変換素子及び光電変換装置を提供す
ることである。又、第２の目的は、１画素当り、フォト
ダイオードが占める割合を大きくして光電変換効率を高
め、もって、少量の光量で鮮明な光信号を得ることがで
きる光電変換素子及び光電変換装置を提供することであ
る。
ので、その第１の目的は、光電変換装置が使用される環
境に応じて、その露光時間を自動的に調整することで、
周囲の明るさの変化に拘わらず、常に、鮮明な画像を得
ることができる光電変換素子及び光電変換装置を提供す
ることである。又、第２の目的は、１画素当り、フォト
ダイオードが占める割合を大きくして光電変換効率を高
め、もって、少量の光量で鮮明な光信号を得ることがで
きる光電変換素子及び光電変換装置を提供することであ
る。
【００１９】又、第３の目的は、入射光の分光成分に応
じて、広い範囲の波長の光を効率よく検知することがで
きる光電変換素子及び光電変換装置を提供することであ
る。
じて、広い範囲の波長の光を効率よく検知することがで
きる光電変換素子及び光電変換装置を提供することであ
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、入射光に応じた信号電荷
を生成する光電変換部と、増幅用トランジスタからなり
該増幅用トランジスタの制御電極に供給された電荷に応
じて電気信号を出力する出力部と、前記光電変換部で生
成された信号電荷を前記制御電極に供給するための転送
部とを備えた光電変換素子において、前記増幅用トラン
ジスタを、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷が
生成されるように形成し、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷と前記光電変換部で生成さ
れた信号電荷とを加算した値に応じた電気信号を前記出
力部から出力させ、又は、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷に応じた電気信号と前記光
電変換部で生成された信号電荷に応じた電気信号とを個
別に前記出力部から出力させる駆動手段を、前記転送部
に接続したものである。
め、請求項１に記載の発明は、入射光に応じた信号電荷
を生成する光電変換部と、増幅用トランジスタからなり
該増幅用トランジスタの制御電極に供給された電荷に応
じて電気信号を出力する出力部と、前記光電変換部で生
成された信号電荷を前記制御電極に供給するための転送
部とを備えた光電変換素子において、前記増幅用トラン
ジスタを、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷が
生成されるように形成し、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷と前記光電変換部で生成さ
れた信号電荷とを加算した値に応じた電気信号を前記出
力部から出力させ、又は、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷に応じた電気信号と前記光
電変換部で生成された信号電荷に応じた電気信号とを個
別に前記出力部から出力させる駆動手段を、前記転送部
に接続したものである。
【００２１】又、請求項２に記載の発明は、前記増幅用
トランジスタを、電界効果型トランジスタとしたもので
ある。又、請求項３に記載の発明は、前記増幅用トラン
ジスタの制御電極と前記光電変換部の少なくとも一方の
受光面側に、１種の色のカラーフィルタを形成したもの
である。
トランジスタを、電界効果型トランジスタとしたもので
ある。又、請求項３に記載の発明は、前記増幅用トラン
ジスタの制御電極と前記光電変換部の少なくとも一方の
受光面側に、１種の色のカラーフィルタを形成したもの
である。
【００２２】又、請求項４に記載の発明は、前記増幅用
トランジスタの制御電極及び前記光電変換部の受光面側
に、互いに異なる色のカラーフィルタを形成したもので
ある。又、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求
項４の何れかに記載の光電変換素子と、シャッタ部と、
該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制御手段とを
有する光電変換装置において、前記制御手段が、前記増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷に応
じて、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、前
記光電変換部で電荷が生成される期間を調整するように
したものである。
トランジスタの制御電極及び前記光電変換部の受光面側
に、互いに異なる色のカラーフィルタを形成したもので
ある。又、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求
項４の何れかに記載の光電変換素子と、シャッタ部と、
該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制御手段とを
有する光電変換装置において、前記制御手段が、前記増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷に応
じて、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、前
記光電変換部で電荷が生成される期間を調整するように
したものである。
【００２３】又、請求項６に記載の発明は、請求項１か
ら請求項４の何れかに記載の光電変換素子と、シャッタ
部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制御手
段とを有する光電変換装置において、前記制御手段が、
前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷と前記光電変換部で生成された信号電荷との加算値に
基づいて、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御し
て、前記光電変換部で電荷が生成される期間を調整する
ようにしたものである。
ら請求項４の何れかに記載の光電変換素子と、シャッタ
部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制御手
段とを有する光電変換装置において、前記制御手段が、
前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷と前記光電変換部で生成された信号電荷との加算値に
基づいて、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御し
て、前記光電変換部で電荷が生成される期間を調整する
ようにしたものである。
【００２４】又、請求項７に記載の発明は、入射光に応
じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トランジ
スタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給さ
れた電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記光
電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給す
るための転送部と、前記制御電極に供給された前記信号
電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備え
た光電変換素子において、前記リセット用トランジスタ
を、少なくともその一方の主電極において入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように形成し、前記光電変換部
で生成された信号電荷を前記制御電極に供給させて該信
号電荷に応じた電気信号を出力させると共に、前記一方
の主電極で生成された信号電荷を該主電極から出力させ
る駆動手段を、前記リセット用トランジスタ及び前記転
送部に接続したものである。
じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トランジ
スタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給さ
れた電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記光
電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給す
るための転送部と、前記制御電極に供給された前記信号
電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備え
た光電変換素子において、前記リセット用トランジスタ
を、少なくともその一方の主電極において入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように形成し、前記光電変換部
で生成された信号電荷を前記制御電極に供給させて該信
号電荷に応じた電気信号を出力させると共に、前記一方
の主電極で生成された信号電荷を該主電極から出力させ
る駆動手段を、前記リセット用トランジスタ及び前記転
送部に接続したものである。
【００２５】又、請求項８に記載の発明は、入射光に応
じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トランジ
スタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給さ
れた電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記光
電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給す
るための転送部と、前記制御電極に供給された前記信号
電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備え
た光電変換素子において、前記リセット用トランジスタ
を、少なくともその一方の主電極において入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように形成し、前記一方の主電
極で生成された信号電荷と前記光電変換部で生成された
信号電荷とを加算して前記制御電極に供給し、又は、前
記光電変換部で生成された信号電荷を前記一方の主電極
で生成された信号電荷と個別に前記制御電極に供給し
て、前記出力部からこれら信号電荷に応じた電気信号を
出力させる駆動手段を、前記リセット用トランジスタ及
び前記転送部に接続したものである。
じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トランジ
スタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給さ
れた電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記光
電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給す
るための転送部と、前記制御電極に供給された前記信号
電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備え
た光電変換素子において、前記リセット用トランジスタ
を、少なくともその一方の主電極において入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように形成し、前記一方の主電
極で生成された信号電荷と前記光電変換部で生成された
信号電荷とを加算して前記制御電極に供給し、又は、前
記光電変換部で生成された信号電荷を前記一方の主電極
で生成された信号電荷と個別に前記制御電極に供給し
て、前記出力部からこれら信号電荷に応じた電気信号を
出力させる駆動手段を、前記リセット用トランジスタ及
び前記転送部に接続したものである。
【００２６】又、請求項９に記載の発明は、前記リセッ
ト用トランジスタの前記一方の主電極に、該主電極で生
成された信号電荷を当該光電変換素子の外部に出力する
ための第１のトランジスタと、該主電極に所定の電位を
印加するための第２のトランジスタとを各々接続したも
のである。又、請求項１０に記載の発明は、前記増幅用
トランジスタを、電界効果型トランジスタとし、前記リ
セット用トランジスタを、ＭＯＳトランジスタとしたも
のである。
ト用トランジスタの前記一方の主電極に、該主電極で生
成された信号電荷を当該光電変換素子の外部に出力する
ための第１のトランジスタと、該主電極に所定の電位を
印加するための第２のトランジスタとを各々接続したも
のである。又、請求項１０に記載の発明は、前記増幅用
トランジスタを、電界効果型トランジスタとし、前記リ
セット用トランジスタを、ＭＯＳトランジスタとしたも
のである。
【００２７】又、請求項１１に記載の発明は、前記リセ
ット用トランジスタの前記一方の主電極と前記光電変換
部の少なくとも一方の受光面側に、１種の色のカラーフ
ィルタを形成したものである。又、請求項１２に記載の
発明は、前記リセット用トランジスタの前記一方の主電
極及び前記光電変換部の受光面側に、互いに異なる色の
カラーフィルタを形成したものである。
ット用トランジスタの前記一方の主電極と前記光電変換
部の少なくとも一方の受光面側に、１種の色のカラーフ
ィルタを形成したものである。又、請求項１２に記載の
発明は、前記リセット用トランジスタの前記一方の主電
極及び前記光電変換部の受光面側に、互いに異なる色の
カラーフィルタを形成したものである。
【００２８】又、請求項１３に記載の発明は、請求項７
から請求項１２の何れかに記載の光電変換素子と、シャ
ッタ部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制
御手段とを有する光電変換装置において、前記制御手段
が、少なくとも、前記リセット用トランジスタの前記一
方の主電極で生成された信号電荷に応じて、前記シャッ
タ部の開閉タイミングを制御して、前記光電変換部で電
荷が生成される期間を調整するようにしたものである。
から請求項１２の何れかに記載の光電変換素子と、シャ
ッタ部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制御する制
御手段とを有する光電変換装置において、前記制御手段
が、少なくとも、前記リセット用トランジスタの前記一
方の主電極で生成された信号電荷に応じて、前記シャッ
タ部の開閉タイミングを制御して、前記光電変換部で電
荷が生成される期間を調整するようにしたものである。
【００２９】又、請求項１４に記載の発明は、入射光に
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷を生成す
るように形成し、前記リセット用トランジスタを、少な
くともその一方の主電極において入射光に応じた信号電
荷が生成されるように形成し、前記光電変換部で生成さ
れた信号電荷を前記制御電極に供給して前記出力部から
該信号電荷に応じた電気信号を出力させると共に、前記
増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷と
前記一方の主電極で生成された信号電荷とを加算して、
又は、前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された
信号電荷と前記一方の主電極で生成された信号電荷とを
個別に該主電極から出力させる駆動手段を、前記転送部
と前記リセット用トランジスタに接続したものである。
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷を生成す
るように形成し、前記リセット用トランジスタを、少な
くともその一方の主電極において入射光に応じた信号電
荷が生成されるように形成し、前記光電変換部で生成さ
れた信号電荷を前記制御電極に供給して前記出力部から
該信号電荷に応じた電気信号を出力させると共に、前記
増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷と
前記一方の主電極で生成された信号電荷とを加算して、
又は、前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された
信号電荷と前記一方の主電極で生成された信号電荷とを
個別に該主電極から出力させる駆動手段を、前記転送部
と前記リセット用トランジスタに接続したものである。
【００３０】又、請求項１５に記載の発明は、入射光に
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷が生成さ
れるように形成し、前記リセット用トランジスタを、少
なくともその一方の主電極において入射光に応じた信号
電荷が生成されるように形成し、前記増幅用トランジス
タの制御電極で生成された信号電荷と前記光電変換部で
生成された信号電荷とを加算した値に応じた電気信号を
前記出力部から出力させ、又は、前記光電変換部で生成
された信号電荷に応じた電気信号と前記増幅用トランジ
スタの制御電極で生成された信号電荷に応じた電気信号
とを個別に、前記出力部から出力させると共に、前記リ
セット用トランジスタの前記一方の主電極で生成された
信号電荷を該主電極から出力させる駆動手段を、前記転
送部と前記リセット用トランジスタに接続したものであ
る。
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷が生成さ
れるように形成し、前記リセット用トランジスタを、少
なくともその一方の主電極において入射光に応じた信号
電荷が生成されるように形成し、前記増幅用トランジス
タの制御電極で生成された信号電荷と前記光電変換部で
生成された信号電荷とを加算した値に応じた電気信号を
前記出力部から出力させ、又は、前記光電変換部で生成
された信号電荷に応じた電気信号と前記増幅用トランジ
スタの制御電極で生成された信号電荷に応じた電気信号
とを個別に、前記出力部から出力させると共に、前記リ
セット用トランジスタの前記一方の主電極で生成された
信号電荷を該主電極から出力させる駆動手段を、前記転
送部と前記リセット用トランジスタに接続したものであ
る。
【００３１】又、請求項１６に記載の発明は、入射光に
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷を生成す
るように形成し、前記リセット用トランジスタを、少な
くともその一方の主電極において入射光に応じた信号電
荷が生成されるように形成し、前記増幅用トランジスタ
の制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主電極で
生成された信号電荷と前記光電変換部で生成された信号
電荷とを加算した値に応じた電気信号を前記出力部から
出力させ、又は、前記光電変換部で生成された信号電荷
を前記制御電極に供給して前記出力部から該信号電荷に
応じた電気信号を出力させると共に、前記増幅用トラン
ジスタの制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主
電極で生成された信号電荷とを加算して、又は、前記増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷と前
記一方の主電極で生成された信号電荷とを個別に該出力
部から出力させる駆動手段を、前記転送部と前記リセッ
ト用トランジスタに接続したものである。
応じた信号電荷を生成する光電変換部と、増幅用トラン
ジスタからなり該増幅用トランジスタの制御電極に供給
された電荷に応じて電気信号を出力する出力部と、前記
光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に供給
するための転送部と、前記制御電極に供給された前記信
号電荷を排出するためのリセット用トランジスタとを備
えた光電変換素子において、前記増幅用トランジスタ
を、その制御電極にて入射光に応じた信号電荷を生成す
るように形成し、前記リセット用トランジスタを、少な
くともその一方の主電極において入射光に応じた信号電
荷が生成されるように形成し、前記増幅用トランジスタ
の制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主電極で
生成された信号電荷と前記光電変換部で生成された信号
電荷とを加算した値に応じた電気信号を前記出力部から
出力させ、又は、前記光電変換部で生成された信号電荷
を前記制御電極に供給して前記出力部から該信号電荷に
応じた電気信号を出力させると共に、前記増幅用トラン
ジスタの制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主
電極で生成された信号電荷とを加算して、又は、前記増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷と前
記一方の主電極で生成された信号電荷とを個別に該出力
部から出力させる駆動手段を、前記転送部と前記リセッ
ト用トランジスタに接続したものである。
【００３２】又、請求項１７に記載の発明は、前記リセ
ット用トランジスタの前記一方の主電極に、前記増幅用
トランジスタの制御電極で生成された信号電荷及び／又
は該主電極で生成された信号電荷を当該光電変換素子の
外部に出力するための第１のトランジスタと、該主電極
に所定の電位を印加するための第２のトランジスタとを
各々接続したものである。
ット用トランジスタの前記一方の主電極に、前記増幅用
トランジスタの制御電極で生成された信号電荷及び／又
は該主電極で生成された信号電荷を当該光電変換素子の
外部に出力するための第１のトランジスタと、該主電極
に所定の電位を印加するための第２のトランジスタとを
各々接続したものである。
【００３３】又、請求項１８に記載の発明は、前記増幅
用トランジスタを、電界効果型トランジスタとし、前記
リセット用トランジスタを、ＭＯＳトランジスタとした
ものである。又、請求項１９に記載の発明は、前記増幅
用トランジスタの制御電極、前記リセット用トランジス
タの前記一方の主電極、前記光電変換部の少なくとも１
つの受光面側に、１種のカラーフィルタを形成したもの
である。
用トランジスタを、電界効果型トランジスタとし、前記
リセット用トランジスタを、ＭＯＳトランジスタとした
ものである。又、請求項１９に記載の発明は、前記増幅
用トランジスタの制御電極、前記リセット用トランジス
タの前記一方の主電極、前記光電変換部の少なくとも１
つの受光面側に、１種のカラーフィルタを形成したもの
である。
【００３４】又、請求項２０に記載の発明は、前記増幅
用トランジスタの制御電極、前記リセット用トランジス
タの前記一方の主電極、前記光電変換部の少なくとも２
つの受光面側に、互いに異なる色のカラーフィルタを形
成したものである。又、請求項２１に記載の発明は、請
求項１４から請求項２０の何れかに記載の光電変換素子
と、シャッタ部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制
御する制御手段とを有する光電変換装置において、前記
制御手段が、少なくとも、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷又は前記リセット用トラン
ジスタの前記一方の主電極で生成された信号電荷に応じ
て、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、前記
光電変換部で電荷が生成される期間を調整するようにし
たものである。
用トランジスタの制御電極、前記リセット用トランジス
タの前記一方の主電極、前記光電変換部の少なくとも２
つの受光面側に、互いに異なる色のカラーフィルタを形
成したものである。又、請求項２１に記載の発明は、請
求項１４から請求項２０の何れかに記載の光電変換素子
と、シャッタ部と、該シャッタ部の開閉タイミングを制
御する制御手段とを有する光電変換装置において、前記
制御手段が、少なくとも、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷又は前記リセット用トラン
ジスタの前記一方の主電極で生成された信号電荷に応じ
て、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、前記
光電変換部で電荷が生成される期間を調整するようにし
たものである。
【００３５】又、請求項２２に記載の発明は、前記制御
手段が、前記出力部から出力される電気信号が第１の所
定値を超えたとき、又は、前記リセット用トランジスタ
の前記一方の主電極から出力される信号電荷が第２の所
定値を超えたときに、前記シャッタ部を閉成して、前記
光電変換部で電荷が生成される期間を調整するようにし
たものである。
手段が、前記出力部から出力される電気信号が第１の所
定値を超えたとき、又は、前記リセット用トランジスタ
の前記一方の主電極から出力される信号電荷が第２の所
定値を超えたときに、前記シャッタ部を閉成して、前記
光電変換部で電荷が生成される期間を調整するようにし
たものである。
【００３６】（作用）上記請求項１の発明によれば、増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷を光
電変換部で生成された信号電荷と加算して出力できるの
で、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当り、
光電変換可能な領域を広げることができ、光電変換効率
が向上する。又、増幅用トランジスタの制御電極で生成
された信号電荷を光電変換部で生成された信号電荷と個
別に出力できるので、前記制御電極にて生成された信号
電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタすること
ができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変換部
で生成される信号電荷の量を予測することができる。
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷を光
電変換部で生成された信号電荷と加算して出力できるの
で、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当り、
光電変換可能な領域を広げることができ、光電変換効率
が向上する。又、増幅用トランジスタの制御電極で生成
された信号電荷を光電変換部で生成された信号電荷と個
別に出力できるので、前記制御電極にて生成された信号
電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタすること
ができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変換部
で生成される信号電荷の量を予測することができる。
【００３７】又、請求項２の発明によれば、電界効果ト
ランジスタの制御電極に光が入射されてこの制御電極に
信号電荷が直接蓄積されるので、この信号電荷に応じた
電気信号が、出力部に直接的に現れ、この制御電極で生
成された電気信号の出力が容易になる。又、請求項３の
発明によれば、特定の波長の分光成分を光電変換部にて
検出すると共に、前記増幅用トランジスタの制御電極に
て同じ波長あるいはより広い波長範囲の光を検出して光
電変換部で生成される信号電荷の量をモニタすることが
できる。
ランジスタの制御電極に光が入射されてこの制御電極に
信号電荷が直接蓄積されるので、この信号電荷に応じた
電気信号が、出力部に直接的に現れ、この制御電極で生
成された電気信号の出力が容易になる。又、請求項３の
発明によれば、特定の波長の分光成分を光電変換部にて
検出すると共に、前記増幅用トランジスタの制御電極に
て同じ波長あるいはより広い波長範囲の光を検出して光
電変換部で生成される信号電荷の量をモニタすることが
できる。
【００３８】又、請求項４の発明によれば、特定の波長
の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、この光電
変換部にて検出された特定の波長とは異なる他の波長の
分光成分を前記増幅用トランジスタの制御電極にて検出
できるので、入射光の分光特性（色に関する情報）を得
て、特定の波長の光の強度を検出することができる。
又、請求項５の発明によれば、前記光電変換部で生成さ
れる信号電荷を、増幅用トランジスタの制御電極にて生
成される信号電荷に基づいてモニタし、このモニタの結
果に応じてシャッタ部の開閉を行うことで、最適な露光
時間を設定することができる。
の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、この光電
変換部にて検出された特定の波長とは異なる他の波長の
分光成分を前記増幅用トランジスタの制御電極にて検出
できるので、入射光の分光特性（色に関する情報）を得
て、特定の波長の光の強度を検出することができる。
又、請求項５の発明によれば、前記光電変換部で生成さ
れる信号電荷を、増幅用トランジスタの制御電極にて生
成される信号電荷に基づいてモニタし、このモニタの結
果に応じてシャッタ部の開閉を行うことで、最適な露光
時間を設定することができる。
【００３９】又、請求項６の発明によれば、前記光電変
換部で生成される信号電荷自体をモニタし、このモニタ
の結果に応じてシャッタ部の開閉を行うことで、最適な
露光時間を設定することができる。又、請求項７の発明
によれば、リセット用トランジスタの一方の主電極で生
成された信号電荷を光電変換部で生成された信号電荷と
個別に出力できるので、前記主電極にて生成された信号
電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタすること
ができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変換部
で生成される信号電荷の量を予測することができる。
換部で生成される信号電荷自体をモニタし、このモニタ
の結果に応じてシャッタ部の開閉を行うことで、最適な
露光時間を設定することができる。又、請求項７の発明
によれば、リセット用トランジスタの一方の主電極で生
成された信号電荷を光電変換部で生成された信号電荷と
個別に出力できるので、前記主電極にて生成された信号
電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタすること
ができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変換部
で生成される信号電荷の量を予測することができる。
【００４０】又、請求項８の発明によれば、リセット用
トランジスタの一方の主電極で生成された信号電荷を光
電変換部で生成された信号電荷と加算して出力できるの
で、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当り、
光電変換可能な領域を広げることができ、光電変換効率
が向上する。又、リセット用トランジスタの一方の主電
極で生成された信号電荷を光電変換部で生成された信号
電荷と個別に出力できるので、前記主電極にて生成され
た信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタす
ることができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電
変換部で生成される信号電荷の量を予測することができ
る。
トランジスタの一方の主電極で生成された信号電荷を光
電変換部で生成された信号電荷と加算して出力できるの
で、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当り、
光電変換可能な領域を広げることができ、光電変換効率
が向上する。又、リセット用トランジスタの一方の主電
極で生成された信号電荷を光電変換部で生成された信号
電荷と個別に出力できるので、前記主電極にて生成され
た信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタす
ることができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電
変換部で生成される信号電荷の量を予測することができ
る。
【００４１】又、請求項９の発明によれば、リセット用
トランジスタの一方の主電極にて生成された信号電荷を
第１のトランジスタによって、所望のタイミングでその
外部に出力させ、その後、第２トランジスタによって当
該信号電荷を容易にリセットすることができる。又、請
求項１０の発明によれば、光電変換部で生成された信号
電荷が電界効果トランジスタの制御電極に供給されるこ
とで、増幅された電気信号として出力され、この電界効
果トランジスタの制御電極の電荷をリセットするための
ＭＯＳトランジスタの主電極に光が入射されて信号電荷
が生成されるので、当該ＭＯＳトランジスタを信号電荷
の生成に転用することができる。
トランジスタの一方の主電極にて生成された信号電荷を
第１のトランジスタによって、所望のタイミングでその
外部に出力させ、その後、第２トランジスタによって当
該信号電荷を容易にリセットすることができる。又、請
求項１０の発明によれば、光電変換部で生成された信号
電荷が電界効果トランジスタの制御電極に供給されるこ
とで、増幅された電気信号として出力され、この電界効
果トランジスタの制御電極の電荷をリセットするための
ＭＯＳトランジスタの主電極に光が入射されて信号電荷
が生成されるので、当該ＭＯＳトランジスタを信号電荷
の生成に転用することができる。
【００４２】又、請求項１１の発明によれば、特定の波
長の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、前記リ
セット用トランジスタの一方の主電極にて同じ波長ある
いはより広い波長範囲の光を検出して光電変換部で生成
される信号電荷の量をモニタすることができる。又、請
求項１２の発明によれば、特定の波長の分光成分を光電
変換部にて検出すると共に、この光電変換部にて検出さ
れた特定の波長とは異なる波長の光を前記リセット用ト
ランジスタの一方の主電極にて検出できるので、入射光
の分光特性（色に関する情報）を得て、特定の波長の光
の強度を検出することができる。
長の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、前記リ
セット用トランジスタの一方の主電極にて同じ波長ある
いはより広い波長範囲の光を検出して光電変換部で生成
される信号電荷の量をモニタすることができる。又、請
求項１２の発明によれば、特定の波長の分光成分を光電
変換部にて検出すると共に、この光電変換部にて検出さ
れた特定の波長とは異なる波長の光を前記リセット用ト
ランジスタの一方の主電極にて検出できるので、入射光
の分光特性（色に関する情報）を得て、特定の波長の光
の強度を検出することができる。
【００４３】又、請求項１３の発明によれば、前記光電
変換部で生成される信号電荷を、リセット用トランジス
タの一方の主電極にて生成される信号電荷に基づいてモ
ニタし、このモニタの結果に応じてシャッタ部の開閉を
行うことで、最適な露光時間を設定することができる。
又、請求項１４の発明によれば、光電変換部以外に、増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷とリ
セット用トランジスタの一方の主電極で生成された信号
電荷と加算して、又は、個別に出力できるので、１つの
光電変換素子が占める面積（１画素）当り、光電変換可
能な領域を広げることで光電変換効率を向上させたり、
前記制御電極で生成された信号電荷又は前記主電極で生
成された信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモ
ニタすることができ、このモニタの結果に基づいて、前
記光電変換部で生成される信号電荷の量を予測すること
ができる。
変換部で生成される信号電荷を、リセット用トランジス
タの一方の主電極にて生成される信号電荷に基づいてモ
ニタし、このモニタの結果に応じてシャッタ部の開閉を
行うことで、最適な露光時間を設定することができる。
又、請求項１４の発明によれば、光電変換部以外に、増
幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電荷とリ
セット用トランジスタの一方の主電極で生成された信号
電荷と加算して、又は、個別に出力できるので、１つの
光電変換素子が占める面積（１画素）当り、光電変換可
能な領域を広げることで光電変換効率を向上させたり、
前記制御電極で生成された信号電荷又は前記主電極で生
成された信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモ
ニタすることができ、このモニタの結果に基づいて、前
記光電変換部で生成される信号電荷の量を予測すること
ができる。
【００４４】又、請求項１５の発明によれば、増幅用ト
ランジスタの制御電極で生成された信号電荷を光電変換
部で生成された信号電荷と加算して又は個別に出力でき
るので、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当
り、光電変換可能な領域を広げることができ光電変換効
率が向上し、一方でリセット用トランジスタの一方の主
電極で生成された信号電荷を光電変換部で生成された信
号電荷と個別に出力できるので前記主電極で生成された
信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタする
ことができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変
換部で生成される信号電荷の量を予測することができ
る。
ランジスタの制御電極で生成された信号電荷を光電変換
部で生成された信号電荷と加算して又は個別に出力でき
るので、１つの光電変換素子が占める面積（１画素）当
り、光電変換可能な領域を広げることができ光電変換効
率が向上し、一方でリセット用トランジスタの一方の主
電極で生成された信号電荷を光電変換部で生成された信
号電荷と個別に出力できるので前記主電極で生成された
信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさをモニタする
ことができ、このモニタの結果に基づいて、前記光電変
換部で生成される信号電荷の量を予測することができ
る。
【００４５】又、請求項１６の発明によれば、増幅用ト
ランジスタの制御電極で生成された信号電荷とリセット
用トランジスタの一方の主電極で生成された信号電荷と
を加算した値に応じた電気信号と、光電変換部で生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号とを加算して又は個別
に、出力部から出力できるので、１つの光電変換素子が
占める面積（１画素）当り、光電変換可能な領域を広げ
ることができ、光電変換効率が向上する。
ランジスタの制御電極で生成された信号電荷とリセット
用トランジスタの一方の主電極で生成された信号電荷と
を加算した値に応じた電気信号と、光電変換部で生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号とを加算して又は個別
に、出力部から出力できるので、１つの光電変換素子が
占める面積（１画素）当り、光電変換可能な領域を広げ
ることができ、光電変換効率が向上する。
【００４６】又、前記制御電極で生成された信号電荷に
応じた電気信号と、前記主電極で生成された信号電荷に
応じた電気信号と、光電変換部で生成された信号電荷に
応じた電気信号とを、個別に出力部から出力できるの
で、当該光電変換素子の汎用性が向上する。この場合、
前記制御電極にて生成された信号電荷や、前記主電極に
て生成された信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさ
をモニタすることができ、このモニタの結果に基づい
て、前記光電変換部で生成される信号電荷の量を予測す
ることができる。
応じた電気信号と、前記主電極で生成された信号電荷に
応じた電気信号と、光電変換部で生成された信号電荷に
応じた電気信号とを、個別に出力部から出力できるの
で、当該光電変換素子の汎用性が向上する。この場合、
前記制御電極にて生成された信号電荷や、前記主電極に
て生成された信号電荷に基づいて撮影時の周囲の明るさ
をモニタすることができ、このモニタの結果に基づい
て、前記光電変換部で生成される信号電荷の量を予測す
ることができる。
【００４７】又、請求項１７の発明によれば、リセット
用トランジスタの一方の主電極にて生成された信号電荷
が第１のトランジスタによって、所望のタイミングでそ
の外部に出力させ、その後、第２トランジスタによって
当該信号電荷を容易にリセットすることができる。又、
請求項１８の発明によれば、光電変換部で生成された信
号電荷が電界効果トランジスタの制御電極に供給される
ことで、増幅された電気信号として出力され、この電界
効果トランジスタの制御電極の電荷をリセットするため
のＭＯＳトランジスタの主電極に光が入射されて信号電
荷が生成されるので、当該ＭＯＳトランジスタを信号電
荷の生成に転用することができる。
用トランジスタの一方の主電極にて生成された信号電荷
が第１のトランジスタによって、所望のタイミングでそ
の外部に出力させ、その後、第２トランジスタによって
当該信号電荷を容易にリセットすることができる。又、
請求項１８の発明によれば、光電変換部で生成された信
号電荷が電界効果トランジスタの制御電極に供給される
ことで、増幅された電気信号として出力され、この電界
効果トランジスタの制御電極の電荷をリセットするため
のＭＯＳトランジスタの主電極に光が入射されて信号電
荷が生成されるので、当該ＭＯＳトランジスタを信号電
荷の生成に転用することができる。
【００４８】又、請求項１９の発明によれば、特定の波
長の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、前記増
幅用トランジスタの制御電極、更には、リセット用トラ
ンジスタの一方の主電極にて同じ波長あるいはより広い
波長範囲の光を検出して、当該光電変換部で生成される
信号電荷の量をモニタすることができる。又、請求項２
０の発明によれば、特定の波長の分光成分を光電変換部
にて検出すると共に、この光電変換部にて検出された特
定の波長とは異なる波長の光を前記増幅用トランジスタ
の制御電極又はリセット用トランジスタの一方の主電極
にて検出できるので、入射光の分光特性（色に関する情
報）を得て、特定の波長の光の強度を検出することがで
きる。
長の分光成分を光電変換部にて検出すると共に、前記増
幅用トランジスタの制御電極、更には、リセット用トラ
ンジスタの一方の主電極にて同じ波長あるいはより広い
波長範囲の光を検出して、当該光電変換部で生成される
信号電荷の量をモニタすることができる。又、請求項２
０の発明によれば、特定の波長の分光成分を光電変換部
にて検出すると共に、この光電変換部にて検出された特
定の波長とは異なる波長の光を前記増幅用トランジスタ
の制御電極又はリセット用トランジスタの一方の主電極
にて検出できるので、入射光の分光特性（色に関する情
報）を得て、特定の波長の光の強度を検出することがで
きる。
【００４９】又、請求項２１の発明によれば、前記光電
変換部で生成される信号電荷を、増幅用トランジスタの
制御電極にて生成される信号電荷又はリセット用トラン
ジスタの一方の主電極にて生成される信号電荷に基づい
てモニタし、このモニタの結果に応じたシャッタ部の開
閉で、最適な露光時間を設定することができる。又、請
求項２２の発明によれば、前記光電変換部で生成される
信号電荷を、増幅用トランジスタの制御電極にて生成さ
れる信号電荷又はリセット用トランジスタの一方の主電
極にて生成される信号電荷に基づいてモニタしてシャッ
タ部の開閉を行うに当たって、前記出力部から出力され
る電気信号を比較する第１の所定値と、前記リセット用
トランジスタの前記一方の主電極から出力される信号電
荷を比較する第２の所定値とを、異なる値に設定するこ
とができ、前記制御電極、前記主電極の各々で検出され
る光の波長に応じたモニタが可能になる。
変換部で生成される信号電荷を、増幅用トランジスタの
制御電極にて生成される信号電荷又はリセット用トラン
ジスタの一方の主電極にて生成される信号電荷に基づい
てモニタし、このモニタの結果に応じたシャッタ部の開
閉で、最適な露光時間を設定することができる。又、請
求項２２の発明によれば、前記光電変換部で生成される
信号電荷を、増幅用トランジスタの制御電極にて生成さ
れる信号電荷又はリセット用トランジスタの一方の主電
極にて生成される信号電荷に基づいてモニタしてシャッ
タ部の開閉を行うに当たって、前記出力部から出力され
る電気信号を比較する第１の所定値と、前記リセット用
トランジスタの前記一方の主電極から出力される信号電
荷を比較する第２の所定値とを、異なる値に設定するこ
とができ、前記制御電極、前記主電極の各々で検出され
る光の波長に応じたモニタが可能になる。
【００５０】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態について、図１から図７を用いて説明
する。尚、この第１の実施形態は、請求項１から請求項
６に対応する。図１、図２、図３は、第１の実施形態の
光電変換素子２０のデバイス構造を示すもので、このう
ち図１は光電変換素子２０の平面構造を示す平面図、図
２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図３は図１のＹ−
Ｙ線に沿った断面図である。又、図４は光電変換素子２
０及びこれに接続された信号検出回路２９０を示す回路
図、図５は光電変換素子２０を受光装置２００Ｂとして
用いた光電変換装置２００の概略を示すブロック図、図
６，７は光電変換素子２０の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
の第１の実施形態について、図１から図７を用いて説明
する。尚、この第１の実施形態は、請求項１から請求項
６に対応する。図１、図２、図３は、第１の実施形態の
光電変換素子２０のデバイス構造を示すもので、このう
ち図１は光電変換素子２０の平面構造を示す平面図、図
２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図３は図１のＹ−
Ｙ線に沿った断面図である。又、図４は光電変換素子２
０及びこれに接続された信号検出回路２９０を示す回路
図、図５は光電変換素子２０を受光装置２００Ｂとして
用いた光電変換装置２００の概略を示すブロック図、図
６，７は光電変換素子２０の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
【００５１】この第１の実施形態の光電変換素子２０
は、入射光に応じた信号電荷を生成するフォトダイオー
ド（光電変換部）２１と、そのゲート領域（制御電極）
２２Ａに供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖou
t）を出力する接合型電界効果トランジスタ（増幅用ト
ランジスタ；以下「ＪＦＥＴ」と略記する。）２２と、
フォトダイオード２１で生成・蓄積された信号電荷を前
記ゲート領域２２Ａに供給（転送）するためのＰ型の転
送用トランジスタ（転送部）２３と、ゲート領域２２Ａ
に供給（転送）された信号電荷を排出するためのＰ型の
リセット用トランジスタ２４とを有する。この光電変換
素子２０では、ＪＦＥＴ２２が出力部を構成している。
は、入射光に応じた信号電荷を生成するフォトダイオー
ド（光電変換部）２１と、そのゲート領域（制御電極）
２２Ａに供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖou
t）を出力する接合型電界効果トランジスタ（増幅用ト
ランジスタ；以下「ＪＦＥＴ」と略記する。）２２と、
フォトダイオード２１で生成・蓄積された信号電荷を前
記ゲート領域２２Ａに供給（転送）するためのＰ型の転
送用トランジスタ（転送部）２３と、ゲート領域２２Ａ
に供給（転送）された信号電荷を排出するためのＰ型の
リセット用トランジスタ２４とを有する。この光電変換
素子２０では、ＪＦＥＴ２２が出力部を構成している。
【００５２】又、この光電変換素子２０では、フォトダ
イオード２１以外の半導体領域を覆う遮光膜（遮光アル
ミ）が、このＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ上で選択
的に除去されて、このゲート領域２２Ａに光が入射し得
る構成となっている（図１〜図３）。これによって、光
電変換素子２０に光が入射したときフォトダイオード２
１（主たる受光部）のみならず、ゲート領域２２Ａを構
成する半導体領域においても入射光に応じた信号電荷が
生成されることになる（従たる受光部としての機能）。
即ち、この実施形態の光電変換素子２０では、ＪＦＥＴ
２２がフォトトランジスタとしても機能する。このよう
にゲート領域２２Ａで入射光に応じた信号電荷が生成さ
れると、詳細は後述するように、このＪＦＥＴ２２の機
能によってこの信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout
2）がそのソースに現れる。
イオード２１以外の半導体領域を覆う遮光膜（遮光アル
ミ）が、このＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ上で選択
的に除去されて、このゲート領域２２Ａに光が入射し得
る構成となっている（図１〜図３）。これによって、光
電変換素子２０に光が入射したときフォトダイオード２
１（主たる受光部）のみならず、ゲート領域２２Ａを構
成する半導体領域においても入射光に応じた信号電荷が
生成されることになる（従たる受光部としての機能）。
即ち、この実施形態の光電変換素子２０では、ＪＦＥＴ
２２がフォトトランジスタとしても機能する。このよう
にゲート領域２２Ａで入射光に応じた信号電荷が生成さ
れると、詳細は後述するように、このＪＦＥＴ２２の機
能によってこの信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout
2）がそのソースに現れる。
【００５３】この場合、主たる受光部を構成するフォト
ダイオード２１からゲート領域２２Ａへの信号電荷の転
送タイミングを制御することで、フォトダイオード２１
で生成・蓄積された信号電荷に応じた電気信号Ｖout
（Ｖout1）と、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成
された信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）とを
個別に出力したり、又は、上記２つの信号電荷を加算し
た値に応じた電気信号Ｖoutとして出力させることがで
きる。
ダイオード２１からゲート領域２２Ａへの信号電荷の転
送タイミングを制御することで、フォトダイオード２１
で生成・蓄積された信号電荷に応じた電気信号Ｖout
（Ｖout1）と、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成
された信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）とを
個別に出力したり、又は、上記２つの信号電荷を加算し
た値に応じた電気信号Ｖoutとして出力させることがで
きる。
【００５４】この第１の実施形態では、フォトダイオー
ド２１で生成・蓄積された信号電荷に応じた電気信号Ｖ
out1とＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成された信
号電荷に応じた電気信号Ｖout2とを別個に出力する例に
ついて説明する。尚、この第１の実施形態では、ＪＦＥ
Ｔ２２のゲート領域２２Ａで生成された信号電荷に応じ
た電気信号Ｖout2に基づいて、光電変換素子２０が搭載
された光電変換装置２００のシャッタ２００Ｃの開成時
間（露光時間）を決定する。即ち、フォトダイオード２
１で生成・蓄積される信号電荷の値（光の強度）をゲー
ト領域２２Ａで生成された信号電荷に基づいてモニタ
し、その結果（Ｖout2）を用いて露光時間の制御を行っ
ている。
ド２１で生成・蓄積された信号電荷に応じた電気信号Ｖ
out1とＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成された信
号電荷に応じた電気信号Ｖout2とを別個に出力する例に
ついて説明する。尚、この第１の実施形態では、ＪＦＥ
Ｔ２２のゲート領域２２Ａで生成された信号電荷に応じ
た電気信号Ｖout2に基づいて、光電変換素子２０が搭載
された光電変換装置２００のシャッタ２００Ｃの開成時
間（露光時間）を決定する。即ち、フォトダイオード２
１で生成・蓄積される信号電荷の値（光の強度）をゲー
ト領域２２Ａで生成された信号電荷に基づいてモニタ
し、その結果（Ｖout2）を用いて露光時間の制御を行っ
ている。
【００５５】先ず、図１から図３を用いて、この第１の
実施形態の光電変換素子２０のデバイス構造について、
詳細に説明する。図２，図３に示すように光電変換素子
２０を構成するフォトダイオード２１、ＪＦＥＴ２２、
Ｐ型の転送用トランジスタ２３、Ｐ型のリセット用トラ
ンジスタ２４は、Ｐ型半導体基板２０１上のＮ型半導体
層２０２に形成されている。又、図１に示すように、こ
れらフォトダイオード２１、ＪＦＥＴ２２、転送用トラ
ンジスタ２３、リセット用トランジスタ２４は高濃度の
Ｎ型（Ｎ+）不純物拡散層２０３によって囲まれてい
る。
実施形態の光電変換素子２０のデバイス構造について、
詳細に説明する。図２，図３に示すように光電変換素子
２０を構成するフォトダイオード２１、ＪＦＥＴ２２、
Ｐ型の転送用トランジスタ２３、Ｐ型のリセット用トラ
ンジスタ２４は、Ｐ型半導体基板２０１上のＮ型半導体
層２０２に形成されている。又、図１に示すように、こ
れらフォトダイオード２１、ＪＦＥＴ２２、転送用トラ
ンジスタ２３、リセット用トランジスタ２４は高濃度の
Ｎ型（Ｎ+）不純物拡散層２０３によって囲まれてい
る。
【００５６】このうちフォトダイオード２１は、図３に
示すように、Ｎ型半導体層２０２に形成されたＰ型不純
物拡散層（電荷蓄積領域）２１２と、このＰ型不純物拡
散層２１２の上方に形成された高濃度のＮ型不純物拡散
層２１３とによって構成されている。このフォトダイオ
ード２１では、入射光に応じて生成された信号電荷がＰ
型不純物拡散層（電荷蓄積領域）２１２に蓄積される。
示すように、Ｎ型半導体層２０２に形成されたＰ型不純
物拡散層（電荷蓄積領域）２１２と、このＰ型不純物拡
散層２１２の上方に形成された高濃度のＮ型不純物拡散
層２１３とによって構成されている。このフォトダイオ
ード２１では、入射光に応じて生成された信号電荷がＰ
型不純物拡散層（電荷蓄積領域）２１２に蓄積される。
【００５７】又、ＪＦＥＴ２２は、図２，図３に示すよ
うに、Ｎ型半導体層２０２に形成されたＰ型不純物拡散
層２２１がゲート（ゲート領域２２Ａ）を構成し、Ｐ型
不純物拡散層２２１中に形成されたＮ型不純物拡散層２
２２がソースを構成し、同じくＰ型不純物拡散層２２１
中に形成されたＮ型不純物拡散層２２３がチャネルを構
成し、Ｎ型不純物拡散層２２３を挟んでＮ型不純物拡散
層２２２と向き合う位置にある前記したＮ型不純物拡散
層２０３がドレインを構成している。
うに、Ｎ型半導体層２０２に形成されたＰ型不純物拡散
層２２１がゲート（ゲート領域２２Ａ）を構成し、Ｐ型
不純物拡散層２２１中に形成されたＮ型不純物拡散層２
２２がソースを構成し、同じくＰ型不純物拡散層２２１
中に形成されたＮ型不純物拡散層２２３がチャネルを構
成し、Ｎ型不純物拡散層２２３を挟んでＮ型不純物拡散
層２２２と向き合う位置にある前記したＮ型不純物拡散
層２０３がドレインを構成している。
【００５８】このように構成されたＪＦＥＴ２２には、
そのゲート領域２２Ａに前記したフォトダイオード２１
で生成・蓄積された信号電荷が、図３に示す転送用トラ
ンジスタ２３を介して供給（転送）されるようになって
おり、この供給（転送）された信号電荷に応じた電気信
号Ｖoutがそのソースから出力するようになっている。
尚、このＪＦＥＴ２２は、図２、図３に示すように、そ
のゲート領域２２Ａがチャネル領域（２２３）を図中、
上下から挟むように形成されており、ソースホロワ動作
のゲインを高めると同時にゲインばらつきが抑制できる
構造となっている。
そのゲート領域２２Ａに前記したフォトダイオード２１
で生成・蓄積された信号電荷が、図３に示す転送用トラ
ンジスタ２３を介して供給（転送）されるようになって
おり、この供給（転送）された信号電荷に応じた電気信
号Ｖoutがそのソースから出力するようになっている。
尚、このＪＦＥＴ２２は、図２、図３に示すように、そ
のゲート領域２２Ａがチャネル領域（２２３）を図中、
上下から挟むように形成されており、ソースホロワ動作
のゲインを高めると同時にゲインばらつきが抑制できる
構造となっている。
【００５９】又、転送用トランジスタ２３は、図３に示
すように、そのソースがフォトダイオード２１の電荷蓄
積領域（Ｐ型不純物拡散層）２１２にて構成され、ドレ
インがＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａを構成するＰ型
不純物拡散層２２１にて構成されている。又、これらソ
ースとドレインとの間のＮ型半導体層２０２上にゲート
絶縁膜を介してゲート電極（転送ゲート２３Ｃ）が形成
されている。
すように、そのソースがフォトダイオード２１の電荷蓄
積領域（Ｐ型不純物拡散層）２１２にて構成され、ドレ
インがＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａを構成するＰ型
不純物拡散層２２１にて構成されている。又、これらソ
ースとドレインとの間のＮ型半導体層２０２上にゲート
絶縁膜を介してゲート電極（転送ゲート２３Ｃ）が形成
されている。
【００６０】このように構成された転送用トランジスタ
２３は、上記したようにフォトダイオード２１のＰ型電
荷蓄積領域（Ｐ型不純物拡散層）２１２に蓄積されてい
る信号電荷をＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに供給
（転送）する機能を有する。又、リセット用トランジス
タ２４は、図２に示すように、そのソースがＪＦＥＴ２
２のゲート領域２２Ａを構成するＰ型不純物拡散層２２
１にて構成され、ドレイン（リセットドレイン）２４Ｂ
がＰ型不純物拡散層２４１にて構成されている。そし
て、これらソースとドレイン（リセットドレイン）２４
Ｂとの間のＮ型半導体層２０２上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極（リセットゲート２４Ｃ）が形成されてい
る。
２３は、上記したようにフォトダイオード２１のＰ型電
荷蓄積領域（Ｐ型不純物拡散層）２１２に蓄積されてい
る信号電荷をＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに供給
（転送）する機能を有する。又、リセット用トランジス
タ２４は、図２に示すように、そのソースがＪＦＥＴ２
２のゲート領域２２Ａを構成するＰ型不純物拡散層２２
１にて構成され、ドレイン（リセットドレイン）２４Ｂ
がＰ型不純物拡散層２４１にて構成されている。そし
て、これらソースとドレイン（リセットドレイン）２４
Ｂとの間のＮ型半導体層２０２上にゲート絶縁膜を介し
てゲート電極（リセットゲート２４Ｃ）が形成されてい
る。
【００６１】このように構成されたリセット用トランジ
スタ２４は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの電位を
リセットする（読み出しレベルＶGHとする）機能を有す
る。このリセット時、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
の電位は一定電位ＶGHにされるので、それまで蓄えられ
ていた電荷がＪＦＥＴ２２の出力（ソース電位）に反映
されなくなり（リセット）、同時に、このときゲート領
域２２Ａに供給された一定電位ＶGHに応じた電気信号Ｖ
Dが出力される。この電気信号ＶDは、光電変換素子２０
の暗出力に相当する値となる。
スタ２４は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの電位を
リセットする（読み出しレベルＶGHとする）機能を有す
る。このリセット時、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
の電位は一定電位ＶGHにされるので、それまで蓄えられ
ていた電荷がＪＦＥＴ２２の出力（ソース電位）に反映
されなくなり（リセット）、同時に、このときゲート領
域２２Ａに供給された一定電位ＶGHに応じた電気信号Ｖ
Dが出力される。この電気信号ＶDは、光電変換素子２０
の暗出力に相当する値となる。
【００６２】又、光電変換素子２０は、図３に示すよう
に、上記フォトダイオード２１の受光面側（図中、上
方）に、カラーフィルタ（例えば、青色のカラーフィル
タ）２５が形成されており、入射光の青色の分光成分の
強度に応じた信号電荷が、当該フォトダイオード２１で
生成されるようになっている。尚、図１〜図３中、符号
２２８は垂直信号線用配線、２３８は転送ゲート用配
線、２４７はリセットゲート用配線、２４８はリセット
ドレイン用配線である。
に、上記フォトダイオード２１の受光面側（図中、上
方）に、カラーフィルタ（例えば、青色のカラーフィル
タ）２５が形成されており、入射光の青色の分光成分の
強度に応じた信号電荷が、当該フォトダイオード２１で
生成されるようになっている。尚、図１〜図３中、符号
２２８は垂直信号線用配線、２３８は転送ゲート用配
線、２４７はリセットゲート用配線、２４８はリセット
ドレイン用配線である。
【００６３】次に、上記構成の光電変換素子２０及びこ
れに接続された信号検出回路２９０の回路構成を図４を
用いて説明すると共に、この光電変換素子２０を受光部
として用いた光電変換装置２００の構成を図５を用い
て、その動作を図６，図７のタイミングチャートを用い
て、各々、説明する。光電変換素子２０は、図４に示す
ように、主たる受光部となるフォトダイオード（光電変
換部）２１に定電圧源ＶDDが接続されて逆バイアスが掛
けられている。又、この定電圧源ＶDDはＪＦＥＴ２２の
ドレインにも接続されている。
れに接続された信号検出回路２９０の回路構成を図４を
用いて説明すると共に、この光電変換素子２０を受光部
として用いた光電変換装置２００の構成を図５を用い
て、その動作を図６，図７のタイミングチャートを用い
て、各々、説明する。光電変換素子２０は、図４に示す
ように、主たる受光部となるフォトダイオード（光電変
換部）２１に定電圧源ＶDDが接続されて逆バイアスが掛
けられている。又、この定電圧源ＶDDはＪＦＥＴ２２の
ドレインにも接続されている。
【００６４】又、転送用トランジスタＱTG（２３）のゲ
ート電極（転送ゲート２３Ｃ）には、図外の駆動回路か
ら駆動パルスφＴＧが供給される。又、リセット用トラ
ンジスタＱRSG（２４）のゲート電極（リセットゲート
２４Ｃ）には駆動パルスφＲＳＧが、そのドレイン（リ
セットドレイン２４Ｂ）には駆動パルスφＲＳＤが、各
々、図外の駆動回路から供給される。
ート電極（転送ゲート２３Ｃ）には、図外の駆動回路か
ら駆動パルスφＴＧが供給される。又、リセット用トラ
ンジスタＱRSG（２４）のゲート電極（リセットゲート
２４Ｃ）には駆動パルスφＲＳＧが、そのドレイン（リ
セットドレイン２４Ｂ）には駆動パルスφＲＳＤが、各
々、図外の駆動回路から供給される。
【００６５】又、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ１
側）は、定電流源を介して定電圧源ＶSSに接続されてお
り、この定電流源の働きによって、ＪＦＥＴ２２のソー
スに定電流Ｉbiasが流れ、ソースホロワが行われるよう
に構成されている。このような回路構成の光電変換素子
２０では、ＪＦＥＴ２２は、そのソースホロワ動作によ
ってソースの電位（ノードＮ１の電位）Ｖoutが、該Ｊ
ＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに蓄えられている電荷が
示す信号を増幅した電気信号となる（電流増幅）。即
ち、上記したＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに蓄えら
れている信号電荷がフォトダイオード２１（主たる受光
部）で生成された信号電荷であるときには、このフォト
ダイオード２１で検出された入射光の強度を示す値Ｖou
t1となる。一方、ゲート領域２２Ａで生成された信号電
荷がそのままゲート領域２２Ａに蓄えられているときに
は、ＪＦＥＴ２２のソースに現れる電気信号Ｖoutは、
ゲート領域２２Ａ（従たる受光部）で検出された入射光
の強度を示す値Ｖout2となる。
側）は、定電流源を介して定電圧源ＶSSに接続されてお
り、この定電流源の働きによって、ＪＦＥＴ２２のソー
スに定電流Ｉbiasが流れ、ソースホロワが行われるよう
に構成されている。このような回路構成の光電変換素子
２０では、ＪＦＥＴ２２は、そのソースホロワ動作によ
ってソースの電位（ノードＮ１の電位）Ｖoutが、該Ｊ
ＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに蓄えられている電荷が
示す信号を増幅した電気信号となる（電流増幅）。即
ち、上記したＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａに蓄えら
れている信号電荷がフォトダイオード２１（主たる受光
部）で生成された信号電荷であるときには、このフォト
ダイオード２１で検出された入射光の強度を示す値Ｖou
t1となる。一方、ゲート領域２２Ａで生成された信号電
荷がそのままゲート領域２２Ａに蓄えられているときに
は、ＪＦＥＴ２２のソースに現れる電気信号Ｖoutは、
ゲート領域２２Ａ（従たる受光部）で検出された入射光
の強度を示す値Ｖout2となる。
【００６６】しかして、図外の駆動回路から供給される
駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を制御す
ることで、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ１側）に現
れる電気信号Ｖoutを、或るタイミングでＶout1とし、
他のタイミングではＶout2とすることができる。尚、ゲ
ート領域２２Ａがリセット用トランジスタＱRSG（２
４）の働きによってリセットされたときには、電気信号
Ｖoutは、光電変換素子２０の暗出力に相当する値とな
る。
駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を制御す
ることで、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ１側）に現
れる電気信号Ｖoutを、或るタイミングでＶout1とし、
他のタイミングではＶout2とすることができる。尚、ゲ
ート領域２２Ａがリセット用トランジスタＱRSG（２
４）の働きによってリセットされたときには、電気信号
Ｖoutは、光電変換素子２０の暗出力に相当する値とな
る。
【００６７】この電気信号Ｖoutを出力するＪＦＥＴ２
２のソース（ノードＮ１）には、信号検出回路２９０が
接続されており、ＪＦＥＴ２２のソースからの電気信号
Ｖoutが、この信号検出回路２９０に供給される。信号
検出回路２９０は、サンプルホールド回路２９１と差分
処理回路２９２とを有するもので、この信号検出回路２
９０では、上記した暗出力に相当する基準信号電圧ＶD
がサンプルホールド回路２９１に保持され、この値ＶD
をフォトダイオード２１にて生成された信号電荷に応じ
た値（Ｖout1＝Ｖｓ）から差分処理回路２９２で差し引
くことにより、暗出力分を差し引いた後の電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
２のソース（ノードＮ１）には、信号検出回路２９０が
接続されており、ＪＦＥＴ２２のソースからの電気信号
Ｖoutが、この信号検出回路２９０に供給される。信号
検出回路２９０は、サンプルホールド回路２９１と差分
処理回路２９２とを有するもので、この信号検出回路２
９０では、上記した暗出力に相当する基準信号電圧ＶD
がサンプルホールド回路２９１に保持され、この値ＶD
をフォトダイオード２１にて生成された信号電荷に応じ
た値（Ｖout1＝Ｖｓ）から差分処理回路２９２で差し引
くことにより、暗出力分を差し引いた後の電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
【００６８】図５に、光電変換素子２０が受光装置２０
０Ｂに用いられた光電変換装置２００の全体構成を示
す。この図に示すように、光電変換装置２００は、その
暗箱２００Ａに、上記した光電変換素子２０と駆動回路
（図示省略）とからなる受光装置２００Ｂが収納されて
いる。又、暗箱２００Ａの光を取り込む開口には、シャ
ッタ（シャッタ部）２００Ｃが設けられている。
０Ｂに用いられた光電変換装置２００の全体構成を示
す。この図に示すように、光電変換装置２００は、その
暗箱２００Ａに、上記した光電変換素子２０と駆動回路
（図示省略）とからなる受光装置２００Ｂが収納されて
いる。又、暗箱２００Ａの光を取り込む開口には、シャ
ッタ（シャッタ部）２００Ｃが設けられている。
【００６９】又、暗箱２００Ａに収納された受光装置２
００Ｂには、コントローラ（制御手段）２００Ｄ、比較
回路２８０、前述した信号検出回路２９０が、各々接続
されている。このうちコントローラ２００Ｄは、駆動回
路（図示省略）に制御信号を出力して、この駆動回路か
ら光電変換素子２０に上記した駆動パルスφＴＧ、φＲ
ＳＧ、φＲＳＤを供給させる。
００Ｂには、コントローラ（制御手段）２００Ｄ、比較
回路２８０、前述した信号検出回路２９０が、各々接続
されている。このうちコントローラ２００Ｄは、駆動回
路（図示省略）に制御信号を出力して、この駆動回路か
ら光電変換素子２０に上記した駆動パルスφＴＧ、φＲ
ＳＧ、φＲＳＤを供給させる。
【００７０】又、コントローラ２００Ｄに接続された比
較回路２８０は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａにて
生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout2を、基準信
号Ｖrefと比較し、この比較結果を示す信号を、コント
ローラ２００Ｄに出力する。そして、コントローラ２０
０Ｄは、比較回路２８０からの比較結果を示す信号に基
づいて、シャッタ２００Ｃに制御信号ＳＨを出力して、
その開成時間（露光時間）を制御する。
較回路２８０は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａにて
生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout2を、基準信
号Ｖrefと比較し、この比較結果を示す信号を、コント
ローラ２００Ｄに出力する。そして、コントローラ２０
０Ｄは、比較回路２８０からの比較結果を示す信号に基
づいて、シャッタ２００Ｃに制御信号ＳＨを出力して、
その開成時間（露光時間）を制御する。
【００７１】次に、実際に入射光を検知する際の、光電
変換素子２０の動作を図６、図７のタイミングチャート
を用いて説明する。尚、動作説明を簡単にするために、
ここではｔ10時点からｔ20時点に至るまでの１サイクル
の動作について説明する。図６に示すように、先ず、ｔ
10時点に至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２
００Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されている。
又、このｔ10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベ
ル、駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲ
ＳＧがハイレベルとなっている。又、このｔ10時点まで
には、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａにはフォトダイ
オード２１で生成された信号電荷が既に供給（転送）さ
れているため、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout（Ｖo
ut1）は、前回のサイクルにおける入射光に応じた値Ｖ
ｓとなっている。
変換素子２０の動作を図６、図７のタイミングチャート
を用いて説明する。尚、動作説明を簡単にするために、
ここではｔ10時点からｔ20時点に至るまでの１サイクル
の動作について説明する。図６に示すように、先ず、ｔ
10時点に至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２
００Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されている。
又、このｔ10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベ
ル、駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲ
ＳＧがハイレベルとなっている。又、このｔ10時点まで
には、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａにはフォトダイ
オード２１で生成された信号電荷が既に供給（転送）さ
れているため、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout（Ｖo
ut1）は、前回のサイクルにおける入射光に応じた値Ｖ
ｓとなっている。
【００７２】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤが
ローレベルからハイレベル（読み出しレベルＶGH）に反
転され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルからローレベ
ルに反転される。駆動パルスφＲＳＧがローレベルとな
ることでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGがオンす
る。またこのとき、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベ
ル（ＶGH）となることで前記オン状態のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレインに一定電圧ＶGHが印加され
て、ＪＦＥＴ２２がゲート領域２２Ａにその後生じる信
号電荷に応じた電気信号Ｖoutを出力できる状態（読み
出し可能な状態）になる。
ローレベルからハイレベル（読み出しレベルＶGH）に反
転され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルからローレベ
ルに反転される。駆動パルスφＲＳＧがローレベルとな
ることでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGがオンす
る。またこのとき、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベ
ル（ＶGH）となることで前記オン状態のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレインに一定電圧ＶGHが印加され
て、ＪＦＥＴ２２がゲート領域２２Ａにその後生じる信
号電荷に応じた電気信号Ｖoutを出力できる状態（読み
出し可能な状態）になる。
【００７３】そして、ｔ11時点に至ると、コントローラ
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成されて露光が行われる（露光時間の
開始）。尚、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
に戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され
て、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａのリセットが解除
される。
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成されて露光が行われる（露光時間の
開始）。尚、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
に戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され
て、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａのリセットが解除
される。
【００７４】このとき駆動パルスφＴＧはハイレベルの
まま、即ち転送用トランジスタＱTGはオフのままである
ため、露光時間の開始とともにフォトダイオード２１に
て生成され始めた信号電荷はそのまま蓄積され、ＪＦＥ
Ｔ２２のゲート領域２２Ａに転送されない。又、上記の
ようにｔ11時点でシャッタ２００Ｃが開成されること
で、フォトダイオード２１のみならずゲート領域２２Ａ
でも入射光に応じた信号電荷が生成され始める。このよ
うにゲート領域２２Ａで信号電荷が生成されると、ＪＦ
ＥＴ２２のソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖou
tが、この信号電荷に応じた値（Ｖout2）となる。
まま、即ち転送用トランジスタＱTGはオフのままである
ため、露光時間の開始とともにフォトダイオード２１に
て生成され始めた信号電荷はそのまま蓄積され、ＪＦＥ
Ｔ２２のゲート領域２２Ａに転送されない。又、上記の
ようにｔ11時点でシャッタ２００Ｃが開成されること
で、フォトダイオード２１のみならずゲート領域２２Ａ
でも入射光に応じた信号電荷が生成され始める。このよ
うにゲート領域２２Ａで信号電荷が生成されると、ＪＦ
ＥＴ２２のソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖou
tが、この信号電荷に応じた値（Ｖout2）となる。
【００７５】電気信号Ｖout（Ｖout2）の値は、シャッ
タ２００Ｃの開成されている間、徐々に増加していく
（ｔ11〜ｔ12）。そして、この電気信号Ｖout（Ｖout
2）の値が、基準値Ｖrefとなると（ｔ12時点）、コント
ローラ２００Ｄからシャッタ２００Ｃに送られる制御信
号ＳＨがローレベルに反転されて、シャッタ２００Ｃが
閉成される（露光時間の終了）。
タ２００Ｃの開成されている間、徐々に増加していく
（ｔ11〜ｔ12）。そして、この電気信号Ｖout（Ｖout
2）の値が、基準値Ｖrefとなると（ｔ12時点）、コント
ローラ２００Ｄからシャッタ２００Ｃに送られる制御信
号ＳＨがローレベルに反転されて、シャッタ２００Ｃが
閉成される（露光時間の終了）。
【００７６】この場合、ゲート領域２２Ａに入射される
光の強度が弱いときには、電気信号Ｖout2は、図６に示
すように緩やかに増加し（ｔ11〜ｔ12時点）、当該電気
信号Ｖout2が基準値Ｖrefとなるまでに比較的長い時間
がかかる。即ち、露光時間が長くなる。一方、ゲート領
域２２Ａに入射される光の強度が強いときには、電気信
号Ｖout2は、図７に示すように急峻に増加し（ｔ11〜ｔ
12時点）、当該電気信号Ｖout2が基準値Ｖrefとなるま
での時間が短くなる。即ち、露光時間が短くなる。
光の強度が弱いときには、電気信号Ｖout2は、図６に示
すように緩やかに増加し（ｔ11〜ｔ12時点）、当該電気
信号Ｖout2が基準値Ｖrefとなるまでに比較的長い時間
がかかる。即ち、露光時間が長くなる。一方、ゲート領
域２２Ａに入射される光の強度が強いときには、電気信
号Ｖout2は、図７に示すように急峻に増加し（ｔ11〜ｔ
12時点）、当該電気信号Ｖout2が基準値Ｖrefとなるま
での時間が短くなる。即ち、露光時間が短くなる。
【００７７】上記したようにゲート領域２２Ａで生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）が基準
値Ｖrefになると（ｔ12時点）、シャッタ２００Ｃが閉
成され（制御信号ＳＨがハイレベル）、駆動パルスφＲ
ＳＧがローレベルに、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレ
ベル（一定電圧ＶGH）になる。駆動パルスφＲＳＧがロ
ーレベルとなることでリセット用トランジスタＱRSGが
オンとなり、このときドレイン（リセットドレイン）２
４Ｂが一定電圧ＶGHになる（リセット動作）。
れた信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）が基準
値Ｖrefになると（ｔ12時点）、シャッタ２００Ｃが閉
成され（制御信号ＳＨがハイレベル）、駆動パルスφＲ
ＳＧがローレベルに、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレ
ベル（一定電圧ＶGH）になる。駆動パルスφＲＳＧがロ
ーレベルとなることでリセット用トランジスタＱRSGが
オンとなり、このときドレイン（リセットドレイン）２
４Ｂが一定電圧ＶGHになる（リセット動作）。
【００７８】このときＪＦＥＴ２２のソースに現れる電
気信号Ｖoutは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとな
る。ｔ13時点に至ると、再び、駆動パルスφＲＳＤがロ
ーレベルに戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに
戻される。このとき、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
はフローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が保持されてい
る。
気信号Ｖoutは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとな
る。ｔ13時点に至ると、再び、駆動パルスφＲＳＤがロ
ーレベルに戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに
戻される。このとき、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
はフローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が保持されてい
る。
【００７９】ｔ14時点に至ると、駆動パルスφＴＧがロ
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード２１にて生成
・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ２２のゲート領域２２
Ａに供給（転送）される。
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード２１にて生成
・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ２２のゲート領域２２
Ａに供給（転送）される。
【００８０】ｔ15時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなり、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ１）に現
れる電気信号Ｖout（Ｖout1）は、フォトダイオード２
１にて生成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓに保持
される。ｔ20時点に至ると、再び、駆動パルスφＲＳＤ
が読み出しレベル（一定電圧ＶGH）にされ、駆動パルス
φＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転される。
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなり、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ１）に現
れる電気信号Ｖout（Ｖout1）は、フォトダイオード２
１にて生成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓに保持
される。ｔ20時点に至ると、再び、駆動パルスφＲＳＤ
が読み出しレベル（一定電圧ＶGH）にされ、駆動パルス
φＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転される。
【００８１】駆動パルスφＲＳＧがローレベルとなるこ
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（ＶGH）とな
ることでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGのドレイ
ンにこの電圧ＶGHが印加され、ノードＮ１に現れる電気
信号Ｖoutは、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDと
なる。以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰り返さ
れる（１サイクルに亘る入射光の検出動作）。
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（ＶGH）とな
ることでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGのドレイ
ンにこの電圧ＶGHが印加され、ノードＮ１に現れる電気
信号Ｖoutは、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDと
なる。以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰り返さ
れる（１サイクルに亘る入射光の検出動作）。
【００８２】尚、ｔ12〜ｔ14時点間で得られた電気信号
ＶDは、前述したように図４に示すサンプルホールド回
路２９１でその値が記憶保持され、差分処理回路２９２
で、ｔ14〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓからこの
記憶保持された値（ＶD）が差し引かれ、ばらつき等に
起因するノイズ成分（ＶD）が除去された電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
ＶDは、前述したように図４に示すサンプルホールド回
路２９１でその値が記憶保持され、差分処理回路２９２
で、ｔ14〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓからこの
記憶保持された値（ＶD）が差し引かれ、ばらつき等に
起因するノイズ成分（ＶD）が除去された電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
【００８３】以上詳述したように、第１の実施形態の光
電変換素子２０では、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
にも光が入射し得る構成として、このゲート領域２２Ａ
で生成された信号電荷を、ＪＦＥＴ２２のソース（ノー
ドＮ側）にて電気信号Ｖoutとして出力するようにして
いる。従って、この光電変換素子２０を受光装置２００
Ｂに用いた光電変換装置２００において、フォトダイオ
ード２１での適正な露光時間を、前記ゲート領域２２Ａ
にて生成された信号電荷に基づいて制御することができ
る。即ち、ゲート領域２２Ａで生成される信号電荷に基
づいて、撮影時の周囲の明るさをモニタし、このときの
電気信号Ｖout（Ｖout2）を基準値Ｖrefと比較してシャ
ッタ２００Ｃの開成時間を調整することで、撮影時の周
囲の明るさの変化に応じて適正な露光時間が得られる。
電変換素子２０では、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
にも光が入射し得る構成として、このゲート領域２２Ａ
で生成された信号電荷を、ＪＦＥＴ２２のソース（ノー
ドＮ側）にて電気信号Ｖoutとして出力するようにして
いる。従って、この光電変換素子２０を受光装置２００
Ｂに用いた光電変換装置２００において、フォトダイオ
ード２１での適正な露光時間を、前記ゲート領域２２Ａ
にて生成された信号電荷に基づいて制御することができ
る。即ち、ゲート領域２２Ａで生成される信号電荷に基
づいて、撮影時の周囲の明るさをモニタし、このときの
電気信号Ｖout（Ｖout2）を基準値Ｖrefと比較してシャ
ッタ２００Ｃの開成時間を調整することで、撮影時の周
囲の明るさの変化に応じて適正な露光時間が得られる。
【００８４】ところで、この第１の実施形態の光電変換
素子２０は、主たる受光部となるフォトダイオード２１
と、従たる受光部となるＪＦＥＴ２２のゲート領域２２
Ａとで、入射光に応じた信号電荷が、各々、生成される
ように構成されているが、そのうち、フォトダイオード
２１の受光面側（図２中、上方）にカラーフィルタ（例
えば、青色）２５が形成されている。即ち、この光電変
換素子２０では、フォトダイオード２１の受光面側にカ
ラーフィルタ２５を配置することで、光電変換素子２０
を用いて、カラーフィルタ２５の色（青色）を入射光か
ら抽出して検出することができる。
素子２０は、主たる受光部となるフォトダイオード２１
と、従たる受光部となるＪＦＥＴ２２のゲート領域２２
Ａとで、入射光に応じた信号電荷が、各々、生成される
ように構成されているが、そのうち、フォトダイオード
２１の受光面側（図２中、上方）にカラーフィルタ（例
えば、青色）２５が形成されている。即ち、この光電変
換素子２０では、フォトダイオード２１の受光面側にカ
ラーフィルタ２５を配置することで、光電変換素子２０
を用いて、カラーフィルタ２５の色（青色）を入射光か
ら抽出して検出することができる。
【００８５】しかして、この光電変換素子２０を用いた
光電変換装置２００では、上記したようにゲート領域２
２Ａで生成された信号電荷（Ｖout2）に基づいて、その
露光時間が決定されるが、ゲート領域２２Ａの受光面積
は、主たる受光部としてのフォトダイオード２１の受光
面積よりも小さい。このため、第１の実施形態では、ゲ
ート領域２２Ａで十分な光強度を得るために、カラーフ
ィルタ２５をフォトダイオード２１側のみに配置して、
受光面積が小さいゲート領域２２Ａでの光感度を向上さ
せ、もって信号電荷の発生量を多くして、露光時間を高
精度に調整するようにしている。
光電変換装置２００では、上記したようにゲート領域２
２Ａで生成された信号電荷（Ｖout2）に基づいて、その
露光時間が決定されるが、ゲート領域２２Ａの受光面積
は、主たる受光部としてのフォトダイオード２１の受光
面積よりも小さい。このため、第１の実施形態では、ゲ
ート領域２２Ａで十分な光強度を得るために、カラーフ
ィルタ２５をフォトダイオード２１側のみに配置して、
受光面積が小さいゲート領域２２Ａでの光感度を向上さ
せ、もって信号電荷の発生量を多くして、露光時間を高
精度に調整するようにしている。
【００８６】尚、フォトダイオード２１とＪＦＥＴ２２
のゲート領域２２Ａの双方の受光面側（図２中、上方）
に、同色（例えば、共に青色）のカラーフィルタを配置
してもよい（請求項３に対応）。このようにゲート領域
２２Ａの受光面側に、フォトダイオード２１の受光面側
と同色のカラーフィルタを配置するのであれば、ゲート
領域２２Ａでもフォトダイオード２１で検出される光
（例えば、青色）と同色の光を検知できる。このように
入射光から検出対象の色（青色）を抽出してモニタでき
るので、特定の色の強度（青色の光強度）を検出するに
当り、露光時間を最適な値に調整できる。
のゲート領域２２Ａの双方の受光面側（図２中、上方）
に、同色（例えば、共に青色）のカラーフィルタを配置
してもよい（請求項３に対応）。このようにゲート領域
２２Ａの受光面側に、フォトダイオード２１の受光面側
と同色のカラーフィルタを配置するのであれば、ゲート
領域２２Ａでもフォトダイオード２１で検出される光
（例えば、青色）と同色の光を検知できる。このように
入射光から検出対象の色（青色）を抽出してモニタでき
るので、特定の色の強度（青色の光強度）を検出するに
当り、露光時間を最適な値に調整できる。
【００８７】更に、フォトダイオード２１の受光面側と
ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側（図２中、
上方）に、互いに異なる色のカラーフィルタ（例えば、
フォトダイオード２１側のカラーフィルタを青色、ゲー
ト領域２２Ａ側のカラーフィルタを赤色）を配置しても
よい（請求項４に対応）。このようにフォトダイオード
２１とＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側（図
２中、上方）に、互いに異なる色のカラーフィルタを配
置することで、以下のような作用効果が得られる。
ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側（図２中、
上方）に、互いに異なる色のカラーフィルタ（例えば、
フォトダイオード２１側のカラーフィルタを青色、ゲー
ト領域２２Ａ側のカラーフィルタを赤色）を配置しても
よい（請求項４に対応）。このようにフォトダイオード
２１とＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側（図
２中、上方）に、互いに異なる色のカラーフィルタを配
置することで、以下のような作用効果が得られる。
【００８８】即ち、光電変換素子２０を用いて光を検出
するに当って、入射光の分光特性（色に関する情報）を
十分に得たい場合がある。一例としては、特定の波長の
光を用いて物体からの放射光を検出することで、その物
体の特性を測定する場合等である。例えば、赤色の光を
物体に照射したとき、入射光と同じ赤色の他に青色の光
を放射する物体について、赤色と青色の光強度比を検出
する場合を考える。
するに当って、入射光の分光特性（色に関する情報）を
十分に得たい場合がある。一例としては、特定の波長の
光を用いて物体からの放射光を検出することで、その物
体の特性を測定する場合等である。例えば、赤色の光を
物体に照射したとき、入射光と同じ赤色の他に青色の光
を放射する物体について、赤色と青色の光強度比を検出
する場合を考える。
【００８９】入射光と同じ赤色の光強度が強い場合は、
上記のように受光面積の広いフォトダイオード２１の受
光面側に青色のカラーフィルタを配置し、受光面積の小
さいＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側に赤色
のカラーフィルタを配置することで、このゲート領域２
２Ａで検出される赤色の分光成分とフォトダイオード２
１にて検出される青色の分光成分との強度比を精度よく
検出することができる。
上記のように受光面積の広いフォトダイオード２１の受
光面側に青色のカラーフィルタを配置し、受光面積の小
さいＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａの受光面側に赤色
のカラーフィルタを配置することで、このゲート領域２
２Ａで検出される赤色の分光成分とフォトダイオード２
１にて検出される青色の分光成分との強度比を精度よく
検出することができる。
【００９０】更に、フォトダイオード２１の受光面側に
カラーフィルタを配置せずに、ＪＦＥＴ２２のゲート領
域２２Ａの受光面側（図２中、上方）にのみカラーフィ
ルタ（例えば、赤色）を配置してもよい。この場合に
は、フォトダイオード２１は種々の色の成分を含む光の
強度を検出することになるが、一方で、ゲート領域２２
Ａで特定の色の光を検出し、フォトダイオード２１で検
出された光とゲート領域２２Ａで検出された光の分光感
度特性（既知）から、当該入射光の分光特性、即ち、色
に関する情報を精細に得ることができる。またこのと
き、あわせてゲート領域２２で生成された信号電荷に基
づく露光時間の制御を行うこともできる。
カラーフィルタを配置せずに、ＪＦＥＴ２２のゲート領
域２２Ａの受光面側（図２中、上方）にのみカラーフィ
ルタ（例えば、赤色）を配置してもよい。この場合に
は、フォトダイオード２１は種々の色の成分を含む光の
強度を検出することになるが、一方で、ゲート領域２２
Ａで特定の色の光を検出し、フォトダイオード２１で検
出された光とゲート領域２２Ａで検出された光の分光感
度特性（既知）から、当該入射光の分光特性、即ち、色
に関する情報を精細に得ることができる。またこのと
き、あわせてゲート領域２２で生成された信号電荷に基
づく露光時間の制御を行うこともできる。
【００９１】（変形例１）次に、第１の実施形態の変形
例１について、図８のタイミングチャートを用いて説明
する。この変形例１は、図外の駆動回路から図４に示す
光電変換素子２０の転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、リセット用トラ
ンジスタＱRSGのリセットドレイン（２４Ｂ）に、各々
供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤが、
図６に示す波形と異なるものである。
例１について、図８のタイミングチャートを用いて説明
する。この変形例１は、図外の駆動回路から図４に示す
光電変換素子２０の転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、リセット用トラ
ンジスタＱRSGのリセットドレイン（２４Ｂ）に、各々
供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤが、
図６に示す波形と異なるものである。
【００９２】この図８の波形の駆動パルスφＴＧ、φＲ
ＳＧ、φＲＳＤを、転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、ドレインに、各
々供給することで、ゲート領域２２Ａで生成された信号
電荷とフォトダイオード２１で生成された信号電荷とを
加算した値に応じた電気信号Ｖoutが、当該ＪＦＥＴ２
２のソース（ノードＮ１）側に現れる。
ＳＧ、φＲＳＤを、転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、ドレインに、各
々供給することで、ゲート領域２２Ａで生成された信号
電荷とフォトダイオード２１で生成された信号電荷とを
加算した値に応じた電気信号Ｖoutが、当該ＪＦＥＴ２
２のソース（ノードＮ１）側に現れる。
【００９３】以下、図８のタイミングチャートに従っ
て、光電変換素子２０の動作を説明する。ここでも、動
作説明を簡単にするために、ｔ10時点からｔ20時点に至
るまでの１サイクル分の動作を説明する。先ず、ｔ10時
点に至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２００
Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されている。又、駆
動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パルスφＲＳＤがロ
ーレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルとなってい
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前
回サイクルにおける入射光に応じた値Ｖｓとなってい
る。
て、光電変換素子２０の動作を説明する。ここでも、動
作説明を簡単にするために、ｔ10時点からｔ20時点に至
るまでの１サイクル分の動作を説明する。先ず、ｔ10時
点に至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２００
Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されている。又、駆
動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パルスφＲＳＤがロ
ーレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルとなってい
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前
回サイクルにおける入射光に応じた値Ｖｓとなってい
る。
【００９４】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤが
読み出しレベル（一定電圧ＶGH）に立ち上げられ、駆動
パルスφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転す
る。駆動パルスφＲＳＧがローレベルとなることでＰ型
のリセット用トランジスタＱRSGがオンする。またこの
とき、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧
ＶGH）となることで前記オン状態のリセット用トランジ
スタＱRSGのドレインにこの一定電圧ＶGHが印加され
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、暗
出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
読み出しレベル（一定電圧ＶGH）に立ち上げられ、駆動
パルスφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転す
る。駆動パルスφＲＳＧがローレベルとなることでＰ型
のリセット用トランジスタＱRSGがオンする。またこの
とき、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧
ＶGH）となることで前記オン状態のリセット用トランジ
スタＱRSGのドレインにこの一定電圧ＶGHが印加され
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、暗
出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
【００９５】そして、ｔ11時点に至ると、コントローラ
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成され、露光が行われる（露光時間の
開始）。又、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
に戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され
る。このときＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａはフロー
ティング状態になる。
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成され、露光が行われる（露光時間の
開始）。又、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
に戻され、駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され
る。このときＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａはフロー
ティング状態になる。
【００９６】又、駆動パルスφＴＧはハイレベルのまま
で転送用トランジスタＱTGはオフ状態であるため、蓄積
時間の開始とともにフォトダイオード２１にて生成され
始めた信号電荷はそのままフォトダイオード２１の電荷
蓄積領域に蓄積され、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
に供給（転送）されない。又、シャッタ２００Ｃが開成
されることで、フォトダイオード２１のみならずゲート
領域２２Ａでも、入射光に応じた信号電荷が生成され
る。
で転送用トランジスタＱTGはオフ状態であるため、蓄積
時間の開始とともにフォトダイオード２１にて生成され
始めた信号電荷はそのままフォトダイオード２１の電荷
蓄積領域に蓄積され、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
に供給（転送）されない。又、シャッタ２００Ｃが開成
されることで、フォトダイオード２１のみならずゲート
領域２２Ａでも、入射光に応じた信号電荷が生成され
る。
【００９７】即ち、このｔ11時点以降は、ＪＦＥＴ２２
のソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、こ
のゲート領域２２Ａで生成された信号電荷に応じた値
（Ｖout2）となる。このときの電気信号Ｖout（Ｖout
2）の値は、シャッタ２００Ｃの開成されている間、徐
々に増加していく（ｔ11〜ｔ12）。そして、この電気信
号Ｖout（Ｖout2）の値が、基準値Ｖrefとなると（ｔ12
時点）、コントローラ２００Ｄからシャッタ２００Ｃに
送られる制御信号ＳＨがハイレベルに反転されて、シャ
ッタ２００Ｃが閉成される（露光時間の終了）。この結
果、ｔ11〜ｔ12間が露光時間となる。
のソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、こ
のゲート領域２２Ａで生成された信号電荷に応じた値
（Ｖout2）となる。このときの電気信号Ｖout（Ｖout
2）の値は、シャッタ２００Ｃの開成されている間、徐
々に増加していく（ｔ11〜ｔ12）。そして、この電気信
号Ｖout（Ｖout2）の値が、基準値Ｖrefとなると（ｔ12
時点）、コントローラ２００Ｄからシャッタ２００Ｃに
送られる制御信号ＳＨがハイレベルに反転されて、シャ
ッタ２００Ｃが閉成される（露光時間の終了）。この結
果、ｔ11〜ｔ12間が露光時間となる。
【００９８】この結果、フォトダイオード２１では、こ
の露光時間に亘って、入射光に応じた信号電荷を生成・
蓄積する。上記したようにゲート領域２２Ａで生成され
た信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）が基準値
Ｖrefになって（ｔ12時点）、シャッタ２００Ｃが閉成
されると（制御信号ＳＨがハイレベル）、今度は、駆動
パルスφＴＧがローレベルに反転されて、転送用トラン
ジスタＱTGがオンする。
の露光時間に亘って、入射光に応じた信号電荷を生成・
蓄積する。上記したようにゲート領域２２Ａで生成され
た信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）が基準値
Ｖrefになって（ｔ12時点）、シャッタ２００Ｃが閉成
されると（制御信号ＳＨがハイレベル）、今度は、駆動
パルスφＴＧがローレベルに反転されて、転送用トラン
ジスタＱTGがオンする。
【００９９】この転送用トランジスタＱTGのオンによっ
て、上記した露光時間（ｔ11〜ｔ12）でフォトダイオー
ド２１にて生成・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ２２の
ゲート領域２２Ａに供給（転送）される。フォトダイオ
ード２１からの信号電荷が供給（転送）されるまでに
は、ゲート領域２２Ａに上記ゲート領域２２Ａで生成さ
れた信号電荷が保持されている。従って、ｔ12時点で
は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成されその値
が保持された信号電荷と、新たに転送用トランジスタＱ
TGを介して供給されたフォトダイオード２１からの信号
電荷とが加算して、このゲート領域２２Ａに蓄積される
ことになる。
て、上記した露光時間（ｔ11〜ｔ12）でフォトダイオー
ド２１にて生成・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ２２の
ゲート領域２２Ａに供給（転送）される。フォトダイオ
ード２１からの信号電荷が供給（転送）されるまでに
は、ゲート領域２２Ａに上記ゲート領域２２Ａで生成さ
れた信号電荷が保持されている。従って、ｔ12時点で
は、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａで生成されその値
が保持された信号電荷と、新たに転送用トランジスタＱ
TGを介して供給されたフォトダイオード２１からの信号
電荷とが加算して、このゲート領域２２Ａに蓄積される
ことになる。
【０１００】従って、これら２種類の信号電荷をそのゲ
ート領域２２Ａで受けたＪＦＥＴ２２のソース（ノード
Ｎ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード
２１で生成・蓄積された信号電荷とゲート領域２２Ａで
生成された信号電荷との加算値に応じた値Ｖｓとなる。
ｔ13時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再びハイレベル
に反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフとなりＪ
ＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａはフローティング状態に
なるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、上記し
た加算値に応じた値Ｖｓのまま保持される。
ート領域２２Ａで受けたＪＦＥＴ２２のソース（ノード
Ｎ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード
２１で生成・蓄積された信号電荷とゲート領域２２Ａで
生成された信号電荷との加算値に応じた値Ｖｓとなる。
ｔ13時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再びハイレベル
に反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフとなりＪ
ＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａはフローティング状態に
なるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、上記し
た加算値に応じた値Ｖｓのまま保持される。
【０１０１】ｔ20時点に至ると、再び、駆動パルスφＲ
ＳＤが読み出しレベルに立ち上げられ、駆動パルスφＲ
ＳＧがハイレベルからローレベルに反転される。駆動パ
ルスφＲＳＧがローレベルとなることでＰ型のリセット
用トランジスタＱRSGが再びオンし、駆動パルスφＲＳ
Ｄが読み出しレベル（一定電圧ＶGH）となることでＰ型
のリセット用トランジスタＱRSGのドレインにこの一定
電圧ＶGHが印加され、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
の電荷がリセットされるとともにノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutが、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶD
となる。
ＳＤが読み出しレベルに立ち上げられ、駆動パルスφＲ
ＳＧがハイレベルからローレベルに反転される。駆動パ
ルスφＲＳＧがローレベルとなることでＰ型のリセット
用トランジスタＱRSGが再びオンし、駆動パルスφＲＳ
Ｄが読み出しレベル（一定電圧ＶGH）となることでＰ型
のリセット用トランジスタＱRSGのドレインにこの一定
電圧ＶGHが印加され、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
の電荷がリセットされるとともにノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutが、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶD
となる。
【０１０２】以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ10〜ｔ11時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ12〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓは、信号検出回路２９０
に出力され、これらの差分をとることで、この変形例１
でも、ばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）を除去
した後の光信号Ｖｐが得られるようになっている。
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ10〜ｔ11時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ12〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓは、信号検出回路２９０
に出力され、これらの差分をとることで、この変形例１
でも、ばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）を除去
した後の光信号Ｖｐが得られるようになっている。
【０１０３】このように、変形例１では、光電変換素子
２０からフォトダイオード２１で生成された信号電荷
と、ゲート領域２２Ａ自身で生成された信号電荷とがゲ
ート領域２２Ａに加算して保持されることになり、ＪＦ
ＥＴ２２のソース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖ
out（Ｖout1＝Ｖｓ）はこれら２つの信号電荷を加算し
た電荷に応じた値となる。
２０からフォトダイオード２１で生成された信号電荷
と、ゲート領域２２Ａ自身で生成された信号電荷とがゲ
ート領域２２Ａに加算して保持されることになり、ＪＦ
ＥＴ２２のソース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖ
out（Ｖout1＝Ｖｓ）はこれら２つの信号電荷を加算し
た電荷に応じた値となる。
【０１０４】即ち、この変形例１では、ゲート領域２２
Ａで生成された信号電荷は、露光時間（ｔ11〜ｔ12）の
設定（基準値Ｖrefとの比較）に用いられるのみなら
ず、フォトダイオード２１で生成・蓄積された信号電荷
に加算されて、当該露光時間における入射光に応じた電
気信号Ｖoutの生成に寄与する。このように動作する光
電変換素子２０では、フォトダイオード２１のみならず
ゲート領域２２Ａも、光電変換部として機能することに
なり、１画素当りの受光面積が実質的に大きくなる。
Ａで生成された信号電荷は、露光時間（ｔ11〜ｔ12）の
設定（基準値Ｖrefとの比較）に用いられるのみなら
ず、フォトダイオード２１で生成・蓄積された信号電荷
に加算されて、当該露光時間における入射光に応じた電
気信号Ｖoutの生成に寄与する。このように動作する光
電変換素子２０では、フォトダイオード２１のみならず
ゲート領域２２Ａも、光電変換部として機能することに
なり、１画素当りの受光面積が実質的に大きくなる。
【０１０５】又、この変形例１においても、信号検出回
路２９０によって、入射光に応じて生じた電気信号（Ｖ
ｓ）からばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）が除
去された値Ｖｐ（光信号）が得られるので、精度の高い
入射光の検出が可能となる。
路２９０によって、入射光に応じて生じた電気信号（Ｖ
ｓ）からばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）が除
去された値Ｖｐ（光信号）が得られるので、精度の高い
入射光の検出が可能となる。
【０１０６】又、この変形例１でも、第１の実施形態の
場合（図６のタイミングチャートに従った動作を行った
場合）と同様に、光電変換装置２００のシャッタ２００
Ｃの開成時間、即ち露光時間を、ゲート領域２２Ａにて
生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout2に基づいて
制御しているので、撮影時の周囲の明るさの変化に応じ
て、常に、最適な露光時間での撮影が可能になる。
場合（図６のタイミングチャートに従った動作を行った
場合）と同様に、光電変換装置２００のシャッタ２００
Ｃの開成時間、即ち露光時間を、ゲート領域２２Ａにて
生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout2に基づいて
制御しているので、撮影時の周囲の明るさの変化に応じ
て、常に、最適な露光時間での撮影が可能になる。
【０１０７】（変形例２）次に、第１の実施形態の変形
例２について、図９のタイミングチャートを用いて説明
する。この第１の実施形態の変形例２は、特に請求項６
に対応するものである。即ち、変形例２は、図４に示す
光電変換素子２０の転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、リセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレイン（リセットドレイン２４Ｂ）
に、各々供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲ
ＳＤ（図９）が、上記した第１の実施形態（図６）及び
変形例１（図８）の波形と異なる。これにより、駆動パ
ルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤを、転送用トランジス
タＱTG、リセット用トランジスタＱRSGの各ゲート電
極、ドレインに、各々供給することで、ゲート領域２２
Ａで生成された信号電荷とフォトダイオード２１で生成
された信号電荷とが加算してゲート領域２２Ａに蓄積さ
れて、加算された電荷に応じた電気信号Ｖoutが得られ
る。そしてこの電気信号Ｖoutに基づいて、シャッタ２
００Ｃの開成時間（露光時間）が制御され、更に、この
加算された電荷に応じた電気信号Ｖoutが、そのまま光
信号Ｖｐの生成に反映される。
例２について、図９のタイミングチャートを用いて説明
する。この第１の実施形態の変形例２は、特に請求項６
に対応するものである。即ち、変形例２は、図４に示す
光電変換素子２０の転送用トランジスタＱTG、リセット
用トランジスタＱRSGの各ゲート電極、リセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレイン（リセットドレイン２４Ｂ）
に、各々供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲ
ＳＤ（図９）が、上記した第１の実施形態（図６）及び
変形例１（図８）の波形と異なる。これにより、駆動パ
ルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤを、転送用トランジス
タＱTG、リセット用トランジスタＱRSGの各ゲート電
極、ドレインに、各々供給することで、ゲート領域２２
Ａで生成された信号電荷とフォトダイオード２１で生成
された信号電荷とが加算してゲート領域２２Ａに蓄積さ
れて、加算された電荷に応じた電気信号Ｖoutが得られ
る。そしてこの電気信号Ｖoutに基づいて、シャッタ２
００Ｃの開成時間（露光時間）が制御され、更に、この
加算された電荷に応じた電気信号Ｖoutが、そのまま光
信号Ｖｐの生成に反映される。
【０１０８】ここでも、動作説明を簡単にするために、
ｔ10時点からｔ20時点に至るまでの１サイクルの動作を
説明する。先ず、ｔ10時点に至る前、シャッタ２００Ｃ
は、コントローラ２００Ｄからの制御信号ＳＨによって
閉成されている。又、駆動パルスφＴＧがハイレベル、
駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルとなっている。このときノードＮ１に現れ
る電気信号Ｖoutは、前回のサイクルで得られた入射光
に応じた値Ｖｓとなっている。
ｔ10時点からｔ20時点に至るまでの１サイクルの動作を
説明する。先ず、ｔ10時点に至る前、シャッタ２００Ｃ
は、コントローラ２００Ｄからの制御信号ＳＨによって
閉成されている。又、駆動パルスφＴＧがハイレベル、
駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルとなっている。このときノードＮ１に現れ
る電気信号Ｖoutは、前回のサイクルで得られた入射光
に応じた値Ｖｓとなっている。
【０１０９】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＧが
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンし、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一
定電圧ＶGH）となって、このオン状態のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレイン（リセットドレイン２４Ｂ）
に一定電圧ＶGHが印加され、ゲート領域２２Ａのリセッ
トが行われる。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖ
outは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンし、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一
定電圧ＶGH）となって、このオン状態のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレイン（リセットドレイン２４Ｂ）
に一定電圧ＶGHが印加され、ゲート領域２２Ａのリセッ
トが行われる。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖ
outは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
【０１１０】そして、ｔ11時点に至ると、コントローラ
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成され、露光が行われる（露光時間の
開始）。又、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
となってゲート領域２２Ａのリセットが解除されるとと
もに、駆動パルスφＴＧがローレベルとなって、シャッ
タ２００Ｃの開成と同時に転送用トランジスタＱTGがオ
ンする。
２００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ２００Ｃが開成され、露光が行われる（露光時間の
開始）。又、このとき駆動パルスφＲＳＤがローレベル
となってゲート領域２２Ａのリセットが解除されるとと
もに、駆動パルスφＴＧがローレベルとなって、シャッ
タ２００Ｃの開成と同時に転送用トランジスタＱTGがオ
ンする。
【０１１１】上記露光時間の開始とともに、光電変換素
子２０のフォトダイオード２１とゲート領域２２Ａの双
方に光が入射し、フォトダイオード２１とゲート領域２
２Ａの双方で信号電荷が生成され始める。このときフォ
トダイオード２１で生成された信号電荷は、オン状態の
転送用トランジスタＱTGを介して、そのままＪＦＥＴ２
２のゲート領域２２Ａに供給（転送）され、このゲート
領域２２Ａで生成されている信号電荷と加算される。
子２０のフォトダイオード２１とゲート領域２２Ａの双
方に光が入射し、フォトダイオード２１とゲート領域２
２Ａの双方で信号電荷が生成され始める。このときフォ
トダイオード２１で生成された信号電荷は、オン状態の
転送用トランジスタＱTGを介して、そのままＪＦＥＴ２
２のゲート領域２２Ａに供給（転送）され、このゲート
領域２２Ａで生成されている信号電荷と加算される。
【０１１２】従って、ＪＦＥＴ２２のソース（ノードＮ
１側）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード２
１で生成された信号電荷とゲート領域２２Ａで生成され
た信号電荷の双方の増加に伴って、図９のｔ11〜ｔ12に
示すように急峻にその値Ｖoutが大きくなる。しかし
て、このようにフォトダイオード２１で生成された信号
電荷と、ゲート領域２２Ａで生成された信号電荷の加算
値に応じた電気信号Ｖoutが、基準値Ｖrefに至ると（ｔ
12時点）、制御信号ＳＨがハイレベルに反転されて、シ
ャッタ２００Ｃが閉成される（露光時間の終了）。
１側）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード２
１で生成された信号電荷とゲート領域２２Ａで生成され
た信号電荷の双方の増加に伴って、図９のｔ11〜ｔ12に
示すように急峻にその値Ｖoutが大きくなる。しかし
て、このようにフォトダイオード２１で生成された信号
電荷と、ゲート領域２２Ａで生成された信号電荷の加算
値に応じた電気信号Ｖoutが、基準値Ｖrefに至ると（ｔ
12時点）、制御信号ＳＨがハイレベルに反転されて、シ
ャッタ２００Ｃが閉成される（露光時間の終了）。
【０１１３】またこのとき、駆動パルスφＴＧもハイレ
ベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフ状態
になり、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａとフォトダイ
オード２１の電荷蓄積領域２１Ａとの電気的な接続が遮
断される。この結果、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
はフローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutは、上記した２つの信号電荷を加算した電
荷に応じた値Ｖｓに保持される。
ベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフ状態
になり、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａとフォトダイ
オード２１の電荷蓄積領域２１Ａとの電気的な接続が遮
断される。この結果、ＪＦＥＴ２２のゲート領域２２Ａ
はフローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電
気信号Ｖoutは、上記した２つの信号電荷を加算した電
荷に応じた値Ｖｓに保持される。
【０１１４】ｔ20時点に至ると、再び、駆動パルスφＲ
ＳＧがローレベルとなってＰ型のリセット用トランジス
タＱRSGが再びオンし、駆動パルスφＲＳＤが読み出し
レベル（一定電圧ＶGH）となってＰ型のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレインにこの一定電圧ＶGHが印加さ
れ（リセット）、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout
は、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
ＳＧがローレベルとなってＰ型のリセット用トランジス
タＱRSGが再びオンし、駆動パルスφＲＳＤが読み出し
レベル（一定電圧ＶGH）となってＰ型のリセット用トラ
ンジスタＱRSGのドレインにこの一定電圧ＶGHが印加さ
れ（リセット）、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout
は、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
【０１１５】以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ10〜ｔ11時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ11〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓも、図４に示す信号検出
回路２９０に出力され、値ＶDと値Ｖｓとの差分がとら
れて、ばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）を除去
した後の光信号Ｖｐが得られる。
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ10〜ｔ11時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ11〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓも、図４に示す信号検出
回路２９０に出力され、値ＶDと値Ｖｓとの差分がとら
れて、ばらつき等に起因するノイズ成分（ＶD）を除去
した後の光信号Ｖｐが得られる。
【０１１６】このように、変形例２では、光電変換素子
２０からフォトダイオード２１で生成された信号電荷
と、ゲート領域２２Ａで生成された信号電荷とを加算し
た電荷を用いて、露光時間の制御（シャッタ２００Ｃの
開成時間の調整）を行っているので、更に、露光時間の
制御の精度の向上が図ることができる。又、この変形例
２でも、変形例１と同様に、露光時間に亘って、ゲート
領域２２Ａで生成された信号電荷とフォトダイオード２
１で生成された信号電荷とが加算されて、この加算値に
応じた電気信号Ｖoutが出力されるので、１画素当りの
受光面積を実質的に大きくすることができる。
２０からフォトダイオード２１で生成された信号電荷
と、ゲート領域２２Ａで生成された信号電荷とを加算し
た電荷を用いて、露光時間の制御（シャッタ２００Ｃの
開成時間の調整）を行っているので、更に、露光時間の
制御の精度の向上が図ることができる。又、この変形例
２でも、変形例１と同様に、露光時間に亘って、ゲート
領域２２Ａで生成された信号電荷とフォトダイオード２
１で生成された信号電荷とが加算されて、この加算値に
応じた電気信号Ｖoutが出力されるので、１画素当りの
受光面積を実質的に大きくすることができる。
【０１１７】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態の光電変換素子３０及び光電変換装置３００に
ついて、図１０、図１１を用いて説明する。この第２の
実施形態では、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａにて信
号電荷を生成し、この生成された信号電荷に応じてシャ
ッタの開成時間（露光時間）を調整するに当り、ＪＦＥ
Ｔ３２を常時オンさせることなく、その電気信号Ｖout
を出力する構成としたものである。即ち、このような構
成とすることで、第１の実施形態の光電変換素子２０の
ように常時、ＪＦＥＴ２２をオンするタイプのものに比
べて、その消費電力を抑えることができる。尚、この第
２の実施形態は、請求項１から請求項３、及び請求項５
に対応する。
実施形態の光電変換素子３０及び光電変換装置３００に
ついて、図１０、図１１を用いて説明する。この第２の
実施形態では、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａにて信
号電荷を生成し、この生成された信号電荷に応じてシャ
ッタの開成時間（露光時間）を調整するに当り、ＪＦＥ
Ｔ３２を常時オンさせることなく、その電気信号Ｖout
を出力する構成としたものである。即ち、このような構
成とすることで、第１の実施形態の光電変換素子２０の
ように常時、ＪＦＥＴ２２をオンするタイプのものに比
べて、その消費電力を抑えることができる。尚、この第
２の実施形態は、請求項１から請求項３、及び請求項５
に対応する。
【０１１８】図１０の回路図に示すように、第２の実施
形態の光電変換素子３０は、入射光に応じた信号電荷を
生成するフォトダイオード３１と、そのゲート領域３２
Ａに供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖout）を
出力するＪＦＥＴ３２と、フォトダイオード３１で生成
・蓄積された信号電荷を前記ゲート領域３２Ａに供給
（転送）するためのＰ型の転送用トランジスタＱTGと、
ゲート領域３２Ａに供給（転送）された信号電荷を排出
するためのＰ型のリセット用トランジスタＱRSGとを有
する。そして、ＪＦＥＴ３２のソース（ノードＮ１側）
は、コンデンサ（容量負荷）Ｃ１を介して、定電圧源Ｖ
SSに接続されている。又、ＪＦＥＴ３２のソースにはコ
ンデンサＣ１と並列にＮ型の第２のリセット用トランジ
スタＱRSTが接続され、そのゲートに、図外の駆動回路
から駆動パルスφＲＳＴが供給されるようになってい
る。
形態の光電変換素子３０は、入射光に応じた信号電荷を
生成するフォトダイオード３１と、そのゲート領域３２
Ａに供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖout）を
出力するＪＦＥＴ３２と、フォトダイオード３１で生成
・蓄積された信号電荷を前記ゲート領域３２Ａに供給
（転送）するためのＰ型の転送用トランジスタＱTGと、
ゲート領域３２Ａに供給（転送）された信号電荷を排出
するためのＰ型のリセット用トランジスタＱRSGとを有
する。そして、ＪＦＥＴ３２のソース（ノードＮ１側）
は、コンデンサ（容量負荷）Ｃ１を介して、定電圧源Ｖ
SSに接続されている。又、ＪＦＥＴ３２のソースにはコ
ンデンサＣ１と並列にＮ型の第２のリセット用トランジ
スタＱRSTが接続され、そのゲートに、図外の駆動回路
から駆動パルスφＲＳＴが供給されるようになってい
る。
【０１１９】尚、この光電変換素子３０のデバイス構造
は、上述した第１の実施形態の光電変換素子２０と同様
に、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａの上方（入射面
側）には遮光膜がなく、ゲート領域３２Ａで入射光に応
じた信号電荷が生成される構成（フォトトランジスタ）
となっている。この光電変換素子３０の具体的なデバイ
ス構造は、ＪＦＥＴ３２及びその他の構造が、第１の実
施形態の光電変換素子２０と同一であり、その詳細な説
明は省略する。
は、上述した第１の実施形態の光電変換素子２０と同様
に、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａの上方（入射面
側）には遮光膜がなく、ゲート領域３２Ａで入射光に応
じた信号電荷が生成される構成（フォトトランジスタ）
となっている。この光電変換素子３０の具体的なデバイ
ス構造は、ＪＦＥＴ３２及びその他の構造が、第１の実
施形態の光電変換素子２０と同一であり、その詳細な説
明は省略する。
【０１２０】又、この第２の実施形態の光電変換素子３
０を用いた光電変換装置３００では、後述するように、
フォトダイオード３１で生成・蓄積された信号電荷と、
ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａで生成された信号電荷
とに応じた各々の電気信号Ｖout（Ｖout1，Ｖout2）が
個別に出力されて、ゲート領域３２Ａで生成された信号
電荷に基づいてシャッタ（図示省略）の開成時間が制御
され、フォトダイオード３１の露光時間が調整される。
０を用いた光電変換装置３００では、後述するように、
フォトダイオード３１で生成・蓄積された信号電荷と、
ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａで生成された信号電荷
とに応じた各々の電気信号Ｖout（Ｖout1，Ｖout2）が
個別に出力されて、ゲート領域３２Ａで生成された信号
電荷に基づいてシャッタ（図示省略）の開成時間が制御
され、フォトダイオード３１の露光時間が調整される。
【０１２１】又、ＪＦＥＴ３２からの電気信号Ｖout
は、フォトダイオード３１で生成された信号電荷に応じ
た値Ｖｓと、ゲート領域３２Ａのリセット時に出力され
る値ＶD（暗出力に相当）とが個別に出力され、これら
値Ｖｓと値ＶDの差分が、その後段の信号検出回路３９
０（図１０）で求められて、ばらつき等に起因するノイ
ズ成分（ＶD）が除去された光信号Ｖｐが得られるよう
になっている。
は、フォトダイオード３１で生成された信号電荷に応じ
た値Ｖｓと、ゲート領域３２Ａのリセット時に出力され
る値ＶD（暗出力に相当）とが個別に出力され、これら
値Ｖｓと値ＶDの差分が、その後段の信号検出回路３９
０（図１０）で求められて、ばらつき等に起因するノイ
ズ成分（ＶD）が除去された光信号Ｖｐが得られるよう
になっている。
【０１２２】尚、この光電変換装置３００の全体構成
は、図５に示した第１の実施形態の光電変換装置２００
と同一であり、その説明を省略する。以下、上記回路構
成の光電変換素子３０の動作について、図１１のタイミ
ングチャートを用いて説明する。尚、この図１１は、連
続するサイクルで入射光の強度が略一定の場合を示して
いる。
は、図５に示した第１の実施形態の光電変換装置２００
と同一であり、その説明を省略する。以下、上記回路構
成の光電変換素子３０の動作について、図１１のタイミ
ングチャートを用いて説明する。尚、この図１１は、連
続するサイクルで入射光の強度が略一定の場合を示して
いる。
【０１２３】ここでは、光電変換素子３０の動作説明を
簡単にするために、ｔ10時点からｔ20時点に至るまでの
１サイクルの動作について説明する。先ず、ｔ10時点に
至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２００Ｄか
らの制御信号ＳＨによって閉成されている。又、このｔ
10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パ
ルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイ
レベル、駆動パルスφＲＳＴがローレベルとなってい
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖout（コン
デンサＣ１の両端の電位差）は、前回のサイクルでの入
射光に応じた値Ｖｓとなっている。
簡単にするために、ｔ10時点からｔ20時点に至るまでの
１サイクルの動作について説明する。先ず、ｔ10時点に
至る前、シャッタ２００Ｃは、コントローラ２００Ｄか
らの制御信号ＳＨによって閉成されている。又、このｔ
10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パ
ルスφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイ
レベル、駆動パルスφＲＳＴがローレベルとなってい
る。このときノードＮ１に現れる電気信号Ｖout（コン
デンサＣ１の両端の電位差）は、前回のサイクルでの入
射光に応じた値Ｖｓとなっている。
【０１２４】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＧが
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。また、駆動パルスφＲＳＤが中間電位ＶG
Mとなって前記オン状態のリセット用トランジスタＱRSG
のドレインにこの中間電位ＶGMが印加される。又、駆動
パルスφＲＳＴがハイレベルとなって、リセット用トラ
ンジスタＱRSTがオンして、コンデンサＣ１に蓄えられ
ていた電荷が排出される。このとき、ノードＮ１に現れ
る電気信号Ｖoutは接地レベルとなる（コンデンサＣ１
のリセット）。
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。また、駆動パルスφＲＳＤが中間電位ＶG
Mとなって前記オン状態のリセット用トランジスタＱRSG
のドレインにこの中間電位ＶGMが印加される。又、駆動
パルスφＲＳＴがハイレベルとなって、リセット用トラ
ンジスタＱRSTがオンして、コンデンサＣ１に蓄えられ
ていた電荷が排出される。このとき、ノードＮ１に現れ
る電気信号Ｖoutは接地レベルとなる（コンデンサＣ１
のリセット）。
【０１２５】そして、ｔ11時点に至ると、制御信号ＳＨ
がローレベルとなってシャッタ２００Ｃが開成され露光
が開始する（露光時間の開始）。又、駆動パルスφＲＳ
Ｇがハイレベルに戻されて、リセット用トランジスタＱ
RSGがオフとなる（駆動パルスφＲＳＤもローレベルに
戻される）。更に、駆動パルスφＲＳＴがローレベルに
戻されることで、リセット用トランジスタＱRSTもオフ
となる。
がローレベルとなってシャッタ２００Ｃが開成され露光
が開始する（露光時間の開始）。又、駆動パルスφＲＳ
Ｇがハイレベルに戻されて、リセット用トランジスタＱ
RSGがオフとなる（駆動パルスφＲＳＤもローレベルに
戻される）。更に、駆動パルスφＲＳＴがローレベルに
戻されることで、リセット用トランジスタＱRSTもオフ
となる。
【０１２６】このように露光時間が開始されても、駆動
パルスφＴＧはハイレベルのままで転送用トランジスタ
ＱTGがオフ状態であるため、露光時間の開始とともにフ
ォトダイオード３１に生成され始めた信号電荷はそのま
ま蓄積され、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに供給
（転送）されない。又、シャッタ２００Ｃが開成される
ことで、フォトダイオード３１のみならずゲート領域３
２Ａでも入射光に応じた信号電荷が生成され、時間経過
に伴ってその信号電荷の値が徐々に増える。
パルスφＴＧはハイレベルのままで転送用トランジスタ
ＱTGがオフ状態であるため、露光時間の開始とともにフ
ォトダイオード３１に生成され始めた信号電荷はそのま
ま蓄積され、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに供給
（転送）されない。又、シャッタ２００Ｃが開成される
ことで、フォトダイオード３１のみならずゲート領域３
２Ａでも入射光に応じた信号電荷が生成され、時間経過
に伴ってその信号電荷の値が徐々に増える。
【０１２７】ゲート領域３２Ａで生成された信号電荷が
徐々に増えていく過程において、ＪＦＥＴ３２のゲー
ト．ソース間の電位が或る閾値を超えると、ＪＦＥＴ３
２がオンする（ｔ12時点）。
徐々に増えていく過程において、ＪＦＥＴ３２のゲー
ト．ソース間の電位が或る閾値を超えると、ＪＦＥＴ３
２がオンする（ｔ12時点）。
【０１２８】即ち、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに
蓄積された電荷をＱｊ、ゲート容量をＣｊ、ＪＦＥＴ３
２のゲート電位をＶｊｇとすれば、このゲート電位Ｖｊ
ｇは以下のように表される。 Ｖｊｇ＝ＶGM＋Ｑｊ／Ｃｊ 従って、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに生じた電荷
Ｑｊの値が徐々に増加して、上記したＶｊｇの値が、Ｊ
ＦＥＴ３２の閾値電圧Ｖｊ以上となったときに（Ｖｊｇ
≧Ｖｊ）、電気信号Ｖoutの値が増加し始める（ｔ12以
降）。
蓄積された電荷をＱｊ、ゲート容量をＣｊ、ＪＦＥＴ３
２のゲート電位をＶｊｇとすれば、このゲート電位Ｖｊ
ｇは以下のように表される。 Ｖｊｇ＝ＶGM＋Ｑｊ／Ｃｊ 従って、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに生じた電荷
Ｑｊの値が徐々に増加して、上記したＶｊｇの値が、Ｊ
ＦＥＴ３２の閾値電圧Ｖｊ以上となったときに（Ｖｊｇ
≧Ｖｊ）、電気信号Ｖoutの値が増加し始める（ｔ12以
降）。
【０１２９】ｔ12時点でＪＦＥＴ３２がオンすると、オ
ン状態となったＪＦＥＴ３２を介して、定電圧源ＶDDか
らコンデンサＣ１に電流が流れ、このコンデンサＣ１の
充電が開始する。このコンデンサＣ１の充電は、ＪＦＥ
Ｔ３２のゲート・ソース間の電位差が、ゲート領域３２
Ａに蓄えられた信号電荷に応じた値になるまで行われ
る。換言すれば、コンデンサＣ１の両端の電位差が、Ｊ
ＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに蓄えられた信号電荷に
応じた電気信号Ｖoutとなる。
ン状態となったＪＦＥＴ３２を介して、定電圧源ＶDDか
らコンデンサＣ１に電流が流れ、このコンデンサＣ１の
充電が開始する。このコンデンサＣ１の充電は、ＪＦＥ
Ｔ３２のゲート・ソース間の電位差が、ゲート領域３２
Ａに蓄えられた信号電荷に応じた値になるまで行われ
る。換言すれば、コンデンサＣ１の両端の電位差が、Ｊ
ＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに蓄えられた信号電荷に
応じた電気信号Ｖoutとなる。
【０１３０】この第２の実施形態でも上記のように、ｔ
11時点では、フォトダイオード３１からゲート領域３２
Ａへの信号電荷の供給は未だ開始されていないので、こ
のときの電気信号Ｖoutは、ゲート領域３２Ａで生成さ
れた信号電荷に応じた値（Ｖout2）となる。しかして、
この電気信号Ｖout（Ｖout2）をモニタし、その値Ｖout
（Ｖout2）が基準値Ｖrefとなった時点（ｔ13時点）
で、制御信号ＳＨがローレベルに反転されて、シャッタ
が閉成される（露光時間の終了）。この結果、ｔ11〜ｔ
13間が露光時間となる。
11時点では、フォトダイオード３１からゲート領域３２
Ａへの信号電荷の供給は未だ開始されていないので、こ
のときの電気信号Ｖoutは、ゲート領域３２Ａで生成さ
れた信号電荷に応じた値（Ｖout2）となる。しかして、
この電気信号Ｖout（Ｖout2）をモニタし、その値Ｖout
（Ｖout2）が基準値Ｖrefとなった時点（ｔ13時点）
で、制御信号ＳＨがローレベルに反転されて、シャッタ
が閉成される（露光時間の終了）。この結果、ｔ11〜ｔ
13間が露光時間となる。
【０１３１】又、ｔ13時点となると、駆動パルスφＲＳ
Ｔがハイレベルに反転されて、コンデンサＣ１の電荷が
再びリセットされる。又、駆動パルスφＲＳＧがローレ
ベルとなってリセット用トランジスタＱRSGがオンとな
り、駆動パルスφＲＳＤが最高電位（読み出しレベルＶ
GH）となって、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａのリセ
ットが行われる。
Ｔがハイレベルに反転されて、コンデンサＣ１の電荷が
再びリセットされる。又、駆動パルスφＲＳＧがローレ
ベルとなってリセット用トランジスタＱRSGがオンとな
り、駆動パルスφＲＳＤが最高電位（読み出しレベルＶ
GH）となって、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａのリセ
ットが行われる。
【０１３２】この読み出しレベルの一定電圧ＶGHがゲー
ト領域３２Ａに印加されると、ＪＦＥＴ３２のソース
（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、暗出力に
相当する基準信号電圧ＶDとなる。ｔ14時点に至ると、
再び、駆動パルスφＲＳＤがローレベルに戻され、駆動
パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され、ＪＦＥＴ３２の
ゲート領域３２Ａはフローティング状態になるが、ノー
ドＮ１に現れる電気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値
が保持される。
ト領域３２Ａに印加されると、ＪＦＥＴ３２のソース
（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、暗出力に
相当する基準信号電圧ＶDとなる。ｔ14時点に至ると、
再び、駆動パルスφＲＳＤがローレベルに戻され、駆動
パルスφＲＳＧがハイレベルに戻され、ＪＦＥＴ３２の
ゲート領域３２Ａはフローティング状態になるが、ノー
ドＮ１に現れる電気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値
が保持される。
【０１３３】又、このとき駆動パルスφＲＳＴがローレ
ベルに戻されてコンデンサＣ１のリセットが解除され、
コンデンサＣ１が充電可能な状態になる。その後、ｔ15
時点に至ると、駆動パルスφＴＧがローレベルに反転さ
れて、転送用トランジスタＱTGがオンし、上記したｔ11
〜ｔ12の間でフォトダイオード３１にて生成・蓄積され
た信号電荷がＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに供給
（転送）される。
ベルに戻されてコンデンサＣ１のリセットが解除され、
コンデンサＣ１が充電可能な状態になる。その後、ｔ15
時点に至ると、駆動パルスφＴＧがローレベルに反転さ
れて、転送用トランジスタＱTGがオンし、上記したｔ11
〜ｔ12の間でフォトダイオード３１にて生成・蓄積され
た信号電荷がＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａに供給
（転送）される。
【０１３４】このｔ15時点でＪＦＥＴ３２のソース（ノ
ードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオー
ド３１で生成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓにな
る。ｔ16時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再びハイレ
ベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフとな
り、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａはフローティング
状態になるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、
フォトダイオード３１にて生成・蓄積された信号電荷に
応じた値Ｖｓに保持される。
ードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオー
ド３１で生成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓにな
る。ｔ16時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再びハイレ
ベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオフとな
り、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３２Ａはフローティング
状態になるが、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、
フォトダイオード３１にて生成・蓄積された信号電荷に
応じた値Ｖｓに保持される。
【０１３５】ｔ20時点に至ると、駆動パルスφＲＳＧが
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gが再びオンし、駆動パルスφＲＳＤが再び中間電位
（一定電圧ＶGM）となり、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３
２Ａにこの中間電位ＶGMが印加され（リセット）、更
に、駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなって（リセッ
ト用トランジスタＱRST）コンデンサＣ１に蓄えられて
いた電荷が排出される。尚、このときＪＦＥＴ３２のソ
ース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、接地
レベルとなる。
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gが再びオンし、駆動パルスφＲＳＤが再び中間電位
（一定電圧ＶGM）となり、ＪＦＥＴ３２のゲート領域３
２Ａにこの中間電位ＶGMが印加され（リセット）、更
に、駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなって（リセッ
ト用トランジスタＱRST）コンデンサＣ１に蓄えられて
いた電荷が排出される。尚、このときＪＦＥＴ３２のソ
ース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、接地
レベルとなる。
【０１３６】以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ13〜ｔ15時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ15〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓは、共に、図１０に示す
信号検出回路３９０に出力され、これらの差分を示す電
気信号（光信号）Ｖｐが得られる。
り返されて、複数サイクルの検出動作が行われる。尚、
ｔ13〜ｔ15時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ15〜ｔ20
時点間で得られた電気信号Ｖｓは、共に、図１０に示す
信号検出回路３９０に出力され、これらの差分を示す電
気信号（光信号）Ｖｐが得られる。
【０１３７】以上、詳述したように、この第２の実施形
態の光電変換装置３００では、フォトダイオード３１を
用いた光電変換素子２０における適正な露光時間を、ゲ
ート領域３２Ａにて生成された信号電荷に基づいて制御
しているので、ゲート領域３２Ａで生成される信号電荷
は、撮影時の周囲の明るさに応じた値となる。即ち、ゲ
ート領域３２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖout2が基準値Ｖrefと比較され、この比較結果に応じ
てシャッタの開成時間が制御されるので、撮影時の周囲
の明るさの変化に応じた適正な露光時間に亘る撮影が可
能になる。
態の光電変換装置３００では、フォトダイオード３１を
用いた光電変換素子２０における適正な露光時間を、ゲ
ート領域３２Ａにて生成された信号電荷に基づいて制御
しているので、ゲート領域３２Ａで生成される信号電荷
は、撮影時の周囲の明るさに応じた値となる。即ち、ゲ
ート領域３２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖout2が基準値Ｖrefと比較され、この比較結果に応じ
てシャッタの開成時間が制御されるので、撮影時の周囲
の明るさの変化に応じた適正な露光時間に亘る撮影が可
能になる。
【０１３８】更に、この第２の実施形態の光電変換装置
３００では、第１の実施形態のようにＪＦＥＴ３２が常
にオンする構成とはせずに、ゲート領域３２Ａに蓄積さ
れた信号電荷が一定値以上となったときに当該ＪＦＥＴ
３２をオンさせ、更に、ゲート領域３２Ａの電荷に応じ
てコンデンサＣ１に充電する構成としたので、第１の実
施形態の光電変換素子２０と比較して、その消費電力を
抑えるという効果が達成される。
３００では、第１の実施形態のようにＪＦＥＴ３２が常
にオンする構成とはせずに、ゲート領域３２Ａに蓄積さ
れた信号電荷が一定値以上となったときに当該ＪＦＥＴ
３２をオンさせ、更に、ゲート領域３２Ａの電荷に応じ
てコンデンサＣ１に充電する構成としたので、第１の実
施形態の光電変換素子２０と比較して、その消費電力を
抑えるという効果が達成される。
【０１３９】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について、図１２から図１７を用いて説明す
る。この第３の実施形態の光電変換素子４０は、後述す
るようにフォトダイオード４１以外に、ＪＦＥＴ４２の
ゲート領域（制御電極）４２Ａ、更には、リセット用ト
ランジスタ４４の一方の主電極（リセットドレイン４４
Ｂ）にも光が入射し得る構成となっており、これらゲー
ト領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで入射光に応じ
た信号電荷が出力されるようになっている。
実施形態について、図１２から図１７を用いて説明す
る。この第３の実施形態の光電変換素子４０は、後述す
るようにフォトダイオード４１以外に、ＪＦＥＴ４２の
ゲート領域（制御電極）４２Ａ、更には、リセット用ト
ランジスタ４４の一方の主電極（リセットドレイン４４
Ｂ）にも光が入射し得る構成となっており、これらゲー
ト領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで入射光に応じ
た信号電荷が出力されるようになっている。
【０１４０】このゲート領域４２Ａ、リセットドレイン
４４Ｂで生成された信号電荷は、基準値Ｖrefと比較さ
れ、この比較結果を受けたコントローラ４００Ｄがシャ
ッタ４００Ｃの開成時間（露光時間）を制御するように
なっている。この第３の実施形態は、請求項７、請求項
９、請求項１０、請求項１２から請求項１４に対応す
る。第３の実施形態の光電変換素子４０は、図１２，図
１３，図１４に示すように、入射光に応じた信号電荷を
生成するフォトダイオード（光電変換部）４１と、その
ゲート領域４２Ａに供給された信号電荷に応じて電気信
号（Ｖout）を出力する増幅用トランジスタ（ＪＦＥ
Ｔ）４２と、フォトダイオード４１で生成・蓄積された
信号電荷を前記ゲート領域４２Ａに供給（転送）するた
めのＰ型の転送用トランジスタ（転送部）４３と、ゲー
ト領域４２Ａに供給（転送）された信号電荷を排出する
ためのＰ型のリセット用トランジスタ４４とを有する。
４４Ｂで生成された信号電荷は、基準値Ｖrefと比較さ
れ、この比較結果を受けたコントローラ４００Ｄがシャ
ッタ４００Ｃの開成時間（露光時間）を制御するように
なっている。この第３の実施形態は、請求項７、請求項
９、請求項１０、請求項１２から請求項１４に対応す
る。第３の実施形態の光電変換素子４０は、図１２，図
１３，図１４に示すように、入射光に応じた信号電荷を
生成するフォトダイオード（光電変換部）４１と、その
ゲート領域４２Ａに供給された信号電荷に応じて電気信
号（Ｖout）を出力する増幅用トランジスタ（ＪＦＥ
Ｔ）４２と、フォトダイオード４１で生成・蓄積された
信号電荷を前記ゲート領域４２Ａに供給（転送）するた
めのＰ型の転送用トランジスタ（転送部）４３と、ゲー
ト領域４２Ａに供給（転送）された信号電荷を排出する
ためのＰ型のリセット用トランジスタ４４とを有する。
【０１４１】この光電変換素子４０では、ＪＦＥＴ４２
のゲート領域４２Ａ及びリセット用トランジスタ４４の
ドレイン（リセットドレイン）４４Ｂでも入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように、通常フォトダイオード
４１以外を覆う遮光アルミが、このゲート領域４２Ａ及
びリセットドレイン４４Ｂ上で除去されている（図１
３，図１４）。
のゲート領域４２Ａ及びリセット用トランジスタ４４の
ドレイン（リセットドレイン）４４Ｂでも入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように、通常フォトダイオード
４１以外を覆う遮光アルミが、このゲート領域４２Ａ及
びリセットドレイン４４Ｂ上で除去されている（図１
３，図１４）。
【０１４２】このようにゲート領域４２Ａ及びリセット
ドレイン４４Ｂで生成された信号電荷は、当該リセット
ドレイン４４Ｂで加算されて、詳細は後述するように、
光電流積分回路４７０（図１５）に送られ、その後、増
幅された電気信号Ｖｉｐの形で出力される。尚、この第
３の実施形態では、ゲート領域４２Ａ及びリセットドレ
イン４４Ｂで生成された信号電荷の加算値に応じた電気
信号Ｖｉｐが、比較回路４８０（図１６）で基準値Ｖre
fと比較される。そして、この比較結果に基づいて、光
電変換装置４００のシャッタ４００Ｃの開成時間（露光
時間）が決定されるようになっている。
ドレイン４４Ｂで生成された信号電荷は、当該リセット
ドレイン４４Ｂで加算されて、詳細は後述するように、
光電流積分回路４７０（図１５）に送られ、その後、増
幅された電気信号Ｖｉｐの形で出力される。尚、この第
３の実施形態では、ゲート領域４２Ａ及びリセットドレ
イン４４Ｂで生成された信号電荷の加算値に応じた電気
信号Ｖｉｐが、比較回路４８０（図１６）で基準値Ｖre
fと比較される。そして、この比較結果に基づいて、光
電変換装置４００のシャッタ４００Ｃの開成時間（露光
時間）が決定されるようになっている。
【０１４３】尚、光電変換素子４０のデバイス構造は、
そのリセットドレイン用配線４４８の形状が、上記した
第１の実施形態の光電変換素子２０のデバイス構造（図
１〜図３）と異なる。即ち、光電変換素子２０ではリセ
ットドレイン用配線２４８がリセットドレイン２４Ｂの
上方（受光面）を覆うように形成されて当該リセットド
レイン２４Ｂが遮光されていたが、この第３の実施形態
では、リセットドレイン用配線４４８がリセットドレイ
ン４４Ｂの上方にて除去されて当該リセットドレイン４
４Ｂに光が入射するようになっている。即ち、この光電
変換素子４０では、フォトダイオード４１、ゲート領域
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂの各々の半導体領域
で、入射光に応じた信号電荷が生成できるようになって
いる。
そのリセットドレイン用配線４４８の形状が、上記した
第１の実施形態の光電変換素子２０のデバイス構造（図
１〜図３）と異なる。即ち、光電変換素子２０ではリセ
ットドレイン用配線２４８がリセットドレイン２４Ｂの
上方（受光面）を覆うように形成されて当該リセットド
レイン２４Ｂが遮光されていたが、この第３の実施形態
では、リセットドレイン用配線４４８がリセットドレイ
ン４４Ｂの上方にて除去されて当該リセットドレイン４
４Ｂに光が入射するようになっている。即ち、この光電
変換素子４０では、フォトダイオード４１、ゲート領域
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂの各々の半導体領域
で、入射光に応じた信号電荷が生成できるようになって
いる。
【０１４４】尚、光電変換素子４０の、ＪＦＥＴ４２、
転送用トランジスタ４３、リセット用トランジスタ４４
等の他のデバイス構造は、第１の実施形態の光電変換素
子２０と同じであり、その詳細な説明は省略する。尚、
図１２〜図１４中、符号４３Ｃは転送ゲート、４４Ｃは
リセットゲート、４５はカラーフィルタ、４２８は垂直
信号線用配線、４３１は転送ゲート用配線、４４７はリ
セットゲート用配線、４４８はリセットドレイン用配線
である。
転送用トランジスタ４３、リセット用トランジスタ４４
等の他のデバイス構造は、第１の実施形態の光電変換素
子２０と同じであり、その詳細な説明は省略する。尚、
図１２〜図１４中、符号４３Ｃは転送ゲート、４４Ｃは
リセットゲート、４５はカラーフィルタ、４２８は垂直
信号線用配線、４３１は転送ゲート用配線、４４７はリ
セットゲート用配線、４４８はリセットドレイン用配線
である。
【０１４５】次に、上記構成の光電変換素子４０及びこ
れに接続された信号検出回路４９０の回路構成を図１５
を用いて説明すると共に、この光電変換素子４０を受光
部として用いた光電変換装置４００の構成を図１６を用
いて、その動作を図１７のタイミングチャートを用い
て、各々、説明する。尚、光電変換素子４０の回路構成
は、図１５に示すように、リセット用トランジスタＱRS
Gの一方の主電極（リセットドレイン４４Ｂ）に、光電
流積分回路４７０が接続されている点が、上記した第１
の実施形態の光電変換素子４０の回路構成と異なる。
れに接続された信号検出回路４９０の回路構成を図１５
を用いて説明すると共に、この光電変換素子４０を受光
部として用いた光電変換装置４００の構成を図１６を用
いて、その動作を図１７のタイミングチャートを用い
て、各々、説明する。尚、光電変換素子４０の回路構成
は、図１５に示すように、リセット用トランジスタＱRS
Gの一方の主電極（リセットドレイン４４Ｂ）に、光電
流積分回路４７０が接続されている点が、上記した第１
の実施形態の光電変換素子４０の回路構成と異なる。
【０１４６】以下、この光電流積分回路４７０の構成を
中心に説明する。光電流積分回路４７０は、図１５に示
すように、リセット用トランジスタＱRSGのドレイン
（リセットドレイン４４Ｂ）に並列に接続された２つの
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱPD1，ＱPD2と、Ｐ型ＭＯＳト
ランジスタＱPD2のドレイン側と出力端子ＯＵＴとの間
に並列に配置されたＮ型のＭＯＳトランジスタＱRST、
コンデンサＣＬ、反転増幅器ＡＰとによって構成されて
いる。
中心に説明する。光電流積分回路４７０は、図１５に示
すように、リセット用トランジスタＱRSGのドレイン
（リセットドレイン４４Ｂ）に並列に接続された２つの
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱPD1，ＱPD2と、Ｐ型ＭＯＳト
ランジスタＱPD2のドレイン側と出力端子ＯＵＴとの間
に並列に配置されたＮ型のＭＯＳトランジスタＱRST、
コンデンサＣＬ、反転増幅器ＡＰとによって構成されて
いる。
【０１４７】この光電流積分回路４７０は、ゲート領域
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷
が入力されたときに、反転増幅器ＡＰとコンデンサＣＬ
の働きによって、当該信号電荷が積分され、その積分値
に応じた値がコンデンサＣＬの両端の電位差（Ｖｉｐ）
となって現れるものである。尚、リセット用トランジス
タＱRSTはコンデンサＣＬの両端に生じた電位差をリセ
ットするためのものである。
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷
が入力されたときに、反転増幅器ＡＰとコンデンサＣＬ
の働きによって、当該信号電荷が積分され、その積分値
に応じた値がコンデンサＣＬの両端の電位差（Ｖｉｐ）
となって現れるものである。尚、リセット用トランジス
タＱRSTはコンデンサＣＬの両端に生じた電位差をリセ
ットするためのものである。
【０１４８】このような光電流積分回路４７０が接続さ
れた光電変換素子４０では、ＪＦＥＴ４２のソースに、
そのソースホロワ動作によって、フォトダイオード４１
によって生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖoutが
現れると共に、光電流積分回路４７０の出力端子ＯＵＴ
にゲート領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成さ
れた信号電荷の積分値を示す電気信号（電圧信号）Ｖｉ
ｐが現れる。
れた光電変換素子４０では、ＪＦＥＴ４２のソースに、
そのソースホロワ動作によって、フォトダイオード４１
によって生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖoutが
現れると共に、光電流積分回路４７０の出力端子ＯＵＴ
にゲート領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成さ
れた信号電荷の積分値を示す電気信号（電圧信号）Ｖｉ
ｐが現れる。
【０１４９】又、前記電気信号Ｖoutが現れるノードＮ
１には、第１の実施形態の光電変換装置２００と同様
に、信号検出回路４９０が接続され、ＪＦＥＴ４２のソ
ースホロワ動作によって生じた電気信号Ｖoutが、暗出
力を示す電気信号ＶDと比較されて、ばらつき等に起因
するノイズ成分（ＶD）を差し引いた電気信号Ｖｐが生
成される（この電気信号Ｖｐはフォトダイオード４１に
入射した光の強度に応じた値となる）。尚、図中、符号
４９１はサンプルホールド回路、４９２は差分処理回路
である。
１には、第１の実施形態の光電変換装置２００と同様
に、信号検出回路４９０が接続され、ＪＦＥＴ４２のソ
ースホロワ動作によって生じた電気信号Ｖoutが、暗出
力を示す電気信号ＶDと比較されて、ばらつき等に起因
するノイズ成分（ＶD）を差し引いた電気信号Ｖｐが生
成される（この電気信号Ｖｐはフォトダイオード４１に
入射した光の強度に応じた値となる）。尚、図中、符号
４９１はサンプルホールド回路、４９２は差分処理回路
である。
【０１５０】図１６は、光電変換素子４０が用いられた
光電変換装置４００の全体構成を示すブロック図であ
る。この第３の実施形態の光電変換装置４００は、光電
変換素子４０と駆動回路（図示省略）とからなる受光装
置４００Ｂからの２つの出力信号（電気信号Ｖout，Ｖ
ｉｐ）のうちＶoutが信号検出回路４９０に、Ｖｉｐが
比較回路４８０に各々供給される点が、上記した第１の
実施形態の光電変換装置２００と異なる。
光電変換装置４００の全体構成を示すブロック図であ
る。この第３の実施形態の光電変換装置４００は、光電
変換素子４０と駆動回路（図示省略）とからなる受光装
置４００Ｂからの２つの出力信号（電気信号Ｖout，Ｖ
ｉｐ）のうちＶoutが信号検出回路４９０に、Ｖｉｐが
比較回路４８０に各々供給される点が、上記した第１の
実施形態の光電変換装置２００と異なる。
【０１５１】即ち、この光電変換装置４００では、フォ
トダイオード４１で生成された信号電荷に応じた電気信
号Ｖoutから、信号検出回路４９０にて暗出力に相当す
る基準信号電圧（ＶD）が除去され、電気信号（光信
号）Ｖｐとして生成される。一方、ゲート領域４２Ａと
リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷に応じた
電気信号Ｖｉｐに基づいて、即ち、この電気信号Ｖｉｐ
が基準値Ｖrefより小さくなったか否かに応じて、コン
トローラ４００Ｄから暗箱４００Ａに設けられたシャッ
タ４００Ｃにその開成時間（露光時間）を制御するため
の制御信号ＳＨが供給されるようになっている。
トダイオード４１で生成された信号電荷に応じた電気信
号Ｖoutから、信号検出回路４９０にて暗出力に相当す
る基準信号電圧（ＶD）が除去され、電気信号（光信
号）Ｖｐとして生成される。一方、ゲート領域４２Ａと
リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷に応じた
電気信号Ｖｉｐに基づいて、即ち、この電気信号Ｖｉｐ
が基準値Ｖrefより小さくなったか否かに応じて、コン
トローラ４００Ｄから暗箱４００Ａに設けられたシャッ
タ４００Ｃにその開成時間（露光時間）を制御するため
の制御信号ＳＨが供給されるようになっている。
【０１５２】以下、入射光を検知する際の光電変換素子
４０の１サイクルの動作を図１７のタイミングチャート
を用いて説明する。尚、この図１７も連続するサイクル
で入射光の強度が略一定の場合を示している。又、動作
説明を簡単にするために、ここではｔ10時点からｔ20時
点に至るまでを１サイクルとする。先ず、ｔ10時点に至
る前、シャッタ４００Ｃは、コントローラ４００Ｄから
の制御信号ＳＨによって閉成されている。又、このｔ10
時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パル
スφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイレ
ベルとなっている。
４０の１サイクルの動作を図１７のタイミングチャート
を用いて説明する。尚、この図１７も連続するサイクル
で入射光の強度が略一定の場合を示している。又、動作
説明を簡単にするために、ここではｔ10時点からｔ20時
点に至るまでを１サイクルとする。先ず、ｔ10時点に至
る前、シャッタ４００Ｃは、コントローラ４００Ｄから
の制御信号ＳＨによって閉成されている。又、このｔ10
時点以前は、駆動パルスφＴＧがハイレベル、駆動パル
スφＲＳＤがローレベル、駆動パルスφＲＳＧがハイレ
ベルとなっている。
【０１５３】更に、駆動パルスφＰＤ１，ＰＤ２、及び
駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなっている。このｔ
10時点前は、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前
回のサイクルにおける入射光に応じた値Ｖｓ、光電流積
分回路４７０の出力端子ＯＵＴに現れる電気信号Ｖｉｐ
は、そのリセット用トランジスタＱRSTがオン（駆動パ
ルスφＲＳＴがハイレベル）しているので、所定のレベ
ル（リセット状態）となっている。このときＭＯＳトラ
ンジスタＱPD1、ＱPD2は共にオフとなっている（駆動パ
ルスφＰＤ１，ＰＤ２がハイレベル）。
駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなっている。このｔ
10時点前は、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前
回のサイクルにおける入射光に応じた値Ｖｓ、光電流積
分回路４７０の出力端子ＯＵＴに現れる電気信号Ｖｉｐ
は、そのリセット用トランジスタＱRSTがオン（駆動パ
ルスφＲＳＴがハイレベル）しているので、所定のレベ
ル（リセット状態）となっている。このときＭＯＳトラ
ンジスタＱPD1、ＱPD2は共にオフとなっている（駆動パ
ルスφＰＤ１，ＰＤ２がハイレベル）。
【０１５４】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＧが
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。又、駆動パルスφＰＤ１がローレベルと
なり、ＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなる。そし
て、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となって、オン状態となっている前記ＭＯＳトラン
ジスタＱPD1、リセット用トランジスタＱRSGを介して、
ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａにこの一定電圧ＶGHが
印加される。
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。又、駆動パルスφＰＤ１がローレベルと
なり、ＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなる。そし
て、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となって、オン状態となっている前記ＭＯＳトラン
ジスタＱPD1、リセット用トランジスタＱRSGを介して、
ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａにこの一定電圧ＶGHが
印加される。
【０１５５】ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａに一定電
圧ＶGHが印加されると、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖ
outは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。そし
て、ｔ11時点に至ると、コントローラ４００Ｄからの制
御信号ＳＨがローレベルとなってシャッタ４００Ｃが開
成されて露光が行われる（露光時間の開始）。又、この
とき駆動パルスφＰＤ１がハイレベルに戻されてＭＯＳ
トランジスタＱPD1がオフとなり、駆動パルスφＲＳＤ
がローレベルに戻される。
圧ＶGHが印加されると、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖ
outは、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。そし
て、ｔ11時点に至ると、コントローラ４００Ｄからの制
御信号ＳＨがローレベルとなってシャッタ４００Ｃが開
成されて露光が行われる（露光時間の開始）。又、この
とき駆動パルスφＰＤ１がハイレベルに戻されてＭＯＳ
トランジスタＱPD1がオフとなり、駆動パルスφＲＳＤ
がローレベルに戻される。
【０１５６】尚、このときシャッタ４００Ｃが開成され
ているので、フォトダイオード４１のみならずゲート領
域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂでも入射光に応じた
信号電荷が、各々生成される。尚、ＭＯＳトランジスタ
ＱPD1がオフであるため、入射光に応じて信号電荷が生
成されているリセットドレイン４４Ｂに、このＭＯＳト
ランジスタＱPD1を介して駆動パルスφＲＳＤの電位が
印加されることがない。
ているので、フォトダイオード４１のみならずゲート領
域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂでも入射光に応じた
信号電荷が、各々生成される。尚、ＭＯＳトランジスタ
ＱPD1がオフであるため、入射光に応じて信号電荷が生
成されているリセットドレイン４４Ｂに、このＭＯＳト
ランジスタＱPD1を介して駆動パルスφＲＳＤの電位が
印加されることがない。
【０１５７】又、このｔ11時点では、駆動パルスφＲＳ
Ｔがローレベルに反転されて、それまでの光電流積分回
路４７０のリセットが解除され、更に、駆動パルスφＰ
Ｄ２がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD2が
オンすることで、リセットドレイン４４Ｂからの信号電
荷が、光電流積分回路４７０に供給され得る状態にな
る。
Ｔがローレベルに反転されて、それまでの光電流積分回
路４７０のリセットが解除され、更に、駆動パルスφＰ
Ｄ２がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD2が
オンすることで、リセットドレイン４４Ｂからの信号電
荷が、光電流積分回路４７０に供給され得る状態にな
る。
【０１５８】そして、ｔ11時点に至った後には、ゲート
領域４２Ａ，リセットドレイン４４Ｂで各々生成された
信号電荷が、オン状態のリセット用トランジスタＱRS
G、同じく、オン状態のＭＯＳトランジスタＱPD2を介し
てコンデンサＣＬに充電され、このコンデンサＣＬの両
端の電位差に応じた電気信号Ｖｉｐが出力端子ＯＵＴに
現れる。
領域４２Ａ，リセットドレイン４４Ｂで各々生成された
信号電荷が、オン状態のリセット用トランジスタＱRS
G、同じく、オン状態のＭＯＳトランジスタＱPD2を介し
てコンデンサＣＬに充電され、このコンデンサＣＬの両
端の電位差に応じた電気信号Ｖｉｐが出力端子ＯＵＴに
現れる。
【０１５９】この出力端子ＯＵＴから現れる電気信号Ｖ
ｉｐの値は、シャッタ４００Ｃの開成されている間、光
がゲート領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂに入射さ
れている間、徐々に減少していく（ｔ11〜ｔ12）。そし
て、この電気信号Ｖｉｐの値が、図１６に示した比較回
路４８０で基準値Ｖrefと比較され、この基準値Ｖref以
下になると（ｔ12時点）、コントローラ４００Ｄからシ
ャッタ４００Ｃに送られる制御信号ＳＨがローレベルに
反転されて、シャッタ４００Ｃが閉成される（露光時間
の終了）。この結果、ｔ11〜ｔ12間が露光時間となる。
ｉｐの値は、シャッタ４００Ｃの開成されている間、光
がゲート領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂに入射さ
れている間、徐々に減少していく（ｔ11〜ｔ12）。そし
て、この電気信号Ｖｉｐの値が、図１６に示した比較回
路４８０で基準値Ｖrefと比較され、この基準値Ｖref以
下になると（ｔ12時点）、コントローラ４００Ｄからシ
ャッタ４００Ｃに送られる制御信号ＳＨがローレベルに
反転されて、シャッタ４００Ｃが閉成される（露光時間
の終了）。この結果、ｔ11〜ｔ12間が露光時間となる。
【０１６０】従って、フォトダイオード４１では、この
露光時間に亘って、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄
積される。上記したようにゲート領域４２Ａとリセット
ドレイン４４Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖｉｐが基準値Ｖrefになって（ｔ12時点）、シャッタ
４００Ｃが閉成されると（制御信号ＳＨがハイレベ
ル）、今度は、駆動パルスφＲＳＤがハイレベル（一定
電圧ＶGH）になる。
露光時間に亘って、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄
積される。上記したようにゲート領域４２Ａとリセット
ドレイン４４Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖｉｐが基準値Ｖrefになって（ｔ12時点）、シャッタ
４００Ｃが閉成されると（制御信号ＳＨがハイレベ
ル）、今度は、駆動パルスφＲＳＤがハイレベル（一定
電圧ＶGH）になる。
【０１６１】又、このｔ12時点では、駆動パルスφＰＤ
１がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD1がオ
ンし、リセットドレイン４４Ｂの電位、更にはゲート領
域４２Ａの電位が、オン状態のＭＯＳトランジスタＱPD
1を介して、駆動パルスφＲＳＤの電位（一定電位ＶG
H）になる（ゲート領域４２Ａのリセット）。又、この
ｔ12時点では、駆動パルスφＰＤ２がハイレベルとなる
ことでＭＯＳトランジスタＱPD2がオフとなり、リセッ
トドレイン４４Ｂと光電流積分回路４７０の接続が断た
れる。また、このとき駆動パルスφＲＳＴがオンとなっ
て、当該光電流積分回路４７０もリセットされる。
１がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD1がオ
ンし、リセットドレイン４４Ｂの電位、更にはゲート領
域４２Ａの電位が、オン状態のＭＯＳトランジスタＱPD
1を介して、駆動パルスφＲＳＤの電位（一定電位ＶG
H）になる（ゲート領域４２Ａのリセット）。又、この
ｔ12時点では、駆動パルスφＰＤ２がハイレベルとなる
ことでＭＯＳトランジスタＱPD2がオフとなり、リセッ
トドレイン４４Ｂと光電流積分回路４７０の接続が断た
れる。また、このとき駆動パルスφＲＳＴがオンとなっ
て、当該光電流積分回路４７０もリセットされる。
【０１６２】このとき出力端子ＯＵＴに現れる電気信号
Ｖｉｐはリセットレベルとなる。尚、このｔ12時点でも
ＪＦＥＴ４２のソース４２Ｂに現れる電気信号Ｖout
は、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDのままである。
このｔ11〜ｔ12間では、未だ、駆動パルスφＴＧはハイ
レベルのままで転送用トランジスタＱTGはオフ状態であ
る。従って、露光時間の開始とともにフォトダイオード
４１にて生成され始めた信号電荷はそのままフォトダイ
オード４１の電荷蓄積領域（Ｐ型不純物拡散層４１２）
に蓄積され、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａに転送さ
れない。
Ｖｉｐはリセットレベルとなる。尚、このｔ12時点でも
ＪＦＥＴ４２のソース４２Ｂに現れる電気信号Ｖout
は、暗出力に相当する基準信号電圧ＶDのままである。
このｔ11〜ｔ12間では、未だ、駆動パルスφＴＧはハイ
レベルのままで転送用トランジスタＱTGはオフ状態であ
る。従って、露光時間の開始とともにフォトダイオード
４１にて生成され始めた信号電荷はそのままフォトダイ
オード４１の電荷蓄積領域（Ｐ型不純物拡散層４１２）
に蓄積され、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａに転送さ
れない。
【０１６３】ｔ13時点に至ると、再び、駆動パルスφＲ
ＳＤがローレベルに戻され、今度は駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルに戻される。このときＭＯＳトランジスタ
ＱPD1もオフされる（駆動パルスφＰＤ１がハイレベ
ル）。このとき、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａはフ
ローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電気信
号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が保持されている。
ＳＤがローレベルに戻され、今度は駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルに戻される。このときＭＯＳトランジスタ
ＱPD1もオフされる（駆動パルスφＰＤ１がハイレベ
ル）。このとき、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａはフ
ローティング状態になるが、ノードＮ１に現れる電気信
号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が保持されている。
【０１６４】ｔ14時点に至ると、駆動パルスφＴＧがロ
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード４１にて生成
・蓄積されていた信号電荷が、ＪＦＥＴ４２のゲート領
域４２Ａに供給（転送）される。
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード４１にて生成
・蓄積されていた信号電荷が、ＪＦＥＴ４２のゲート領
域４２Ａに供給（転送）される。
【０１６５】このｔ14時点に至るまでにゲート領域４２
Ａはリセットされているため（シャッタ４００Ｃも閉成
されている）、このｔ14時点以降、ＪＦＥＴ４２のソー
ス４２Ｂ（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フ
ォトダイオード４１で生成・蓄積された信号電荷に応じ
た値Ｖｓになる。
Ａはリセットされているため（シャッタ４００Ｃも閉成
されている）、このｔ14時点以降、ＪＦＥＴ４２のソー
ス４２Ｂ（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フ
ォトダイオード４１で生成・蓄積された信号電荷に応じ
た値Ｖｓになる。
【０１６６】ｔ15時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなりフローティング状態になるが、ノードＮ１に
現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード４１にて生
成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓに保持される。
ｔ20時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベ
ル（一定電位ＶGH）に立ち上げられ、駆動パルスφＲＳ
Ｇがハイレベルからローレベルに反転され、駆動パルス
φＰＤ１がハイレベルからローレベルに反転される。
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなりフローティング状態になるが、ノードＮ１に
現れる電気信号Ｖoutは、フォトダイオード４１にて生
成・蓄積された信号電荷に応じた値Ｖｓに保持される。
ｔ20時点に至ると、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベ
ル（一定電位ＶGH）に立ち上げられ、駆動パルスφＲＳ
Ｇがハイレベルからローレベルに反転され、駆動パルス
φＰＤ１がハイレベルからローレベルに反転される。
【０１６７】駆動パルスφＲＳＧがローレベルとなるこ
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＰＤ１がローレベルとなることでＭＯ
ＳトランジスタＱPD1が再びオンし、これら２つのトラ
ンジスタＱRSG、ＱPD1を介して、読み出しレベル（ＶG
H）の駆動パルスφＲＳＤが、リセット用トランジスタ
ＱRSGのドレイン、更には、ゲート領域４２Ａに印加さ
れる（ゲート領域４２Ａのリセット）。このとき、ノー
ドＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、再び暗出力に相当す
る基準信号電圧ＶDとなる。
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＰＤ１がローレベルとなることでＭＯ
ＳトランジスタＱPD1が再びオンし、これら２つのトラ
ンジスタＱRSG、ＱPD1を介して、読み出しレベル（ＶG
H）の駆動パルスφＲＳＤが、リセット用トランジスタ
ＱRSGのドレイン、更には、ゲート領域４２Ａに印加さ
れる（ゲート領域４２Ａのリセット）。このとき、ノー
ドＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、再び暗出力に相当す
る基準信号電圧ＶDとなる。
【０１６８】以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰
り返されて、複数のサイクルの入射光の検出動作が行わ
れる。尚、ｔ10〜ｔ14時点間で得られた電気信号ＶD、
ｔ14〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓは、図１５の
信号検出回路４９０に出力され、これらの差分を示す電
気信号（光信号）Ｖｐが得られる。
り返されて、複数のサイクルの入射光の検出動作が行わ
れる。尚、ｔ10〜ｔ14時点間で得られた電気信号ＶD、
ｔ14〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓは、図１５の
信号検出回路４９０に出力され、これらの差分を示す電
気信号（光信号）Ｖｐが得られる。
【０１６９】このように光電変換素子４０では、ゲート
領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号
電荷の加算値に応じた電気信号Ｖｉｐを用いて、フォト
ダイオード４１における入射光の強度をモニタし、この
値Ｖｉｐが徐々に小さくなって基準値Ｖrefを下回った
時点で、シャッタ４００Ｃを閉成することで、露光時間
を撮影時の周囲の明るさに応じた最適な時間とすること
ができる。
領域４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号
電荷の加算値に応じた電気信号Ｖｉｐを用いて、フォト
ダイオード４１における入射光の強度をモニタし、この
値Ｖｉｐが徐々に小さくなって基準値Ｖrefを下回った
時点で、シャッタ４００Ｃを閉成することで、露光時間
を撮影時の周囲の明るさに応じた最適な時間とすること
ができる。
【０１７０】ところで、この第３の実施形態の光電変換
素子４０は、３つの半導体領域、即ち、フォトダイオー
ド４１、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａ、リセットド
レイン４４Ｂで、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄積
されるように構成されているが、そのうち、フォトダイ
オード４１の受光面側にカラーフィルタ（例えば、青
色）４５が形成されている。
素子４０は、３つの半導体領域、即ち、フォトダイオー
ド４１、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａ、リセットド
レイン４４Ｂで、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄積
されるように構成されているが、そのうち、フォトダイ
オード４１の受光面側にカラーフィルタ（例えば、青
色）４５が形成されている。
【０１７１】このようにフォトダイオード４１の受光面
側にカラーフィルタ４５を配置することで、光電変換素
子４０を用いて、入射した光の中から、カラーフィルタ
２５の色の成分を抽出して検出することができる。又、
この光電変換装置４００では、フォトダイオード４１以
外で生成された信号電荷（ゲート領域４２Ａとリセット
ドレイン４４Ｂでの信号電荷）は、その露光時間の決定
にのみ用いているが、この信号電荷を付加的に用いて、
光電変換素子４０による光信号Ｖｐに反映させてもよ
い。
側にカラーフィルタ４５を配置することで、光電変換素
子４０を用いて、入射した光の中から、カラーフィルタ
２５の色の成分を抽出して検出することができる。又、
この光電変換装置４００では、フォトダイオード４１以
外で生成された信号電荷（ゲート領域４２Ａとリセット
ドレイン４４Ｂでの信号電荷）は、その露光時間の決定
にのみ用いているが、この信号電荷を付加的に用いて、
光電変換素子４０による光信号Ｖｐに反映させてもよ
い。
【０１７２】又、この場合、ゲート領域４２Ａ、リセッ
トドレイン４４Ａの上方（受光面側）に、フォトダイオ
ード４１のカラーフィルタ４５と同色のカラーフィルタ
を配置してもよい。このように同色のカラーフィルタ４
５を配置するのであれば、ゲート領域４２Ａ、リセット
ドレイン４４Ｂでも、フォトダイオード４１で検出され
る光（例えば、赤色）と同色の光を検知し、この検知し
た同色の光強度をモニタして、露光時間を決定すること
で、高精度に当該露光時間を調整することができ、更
に、フォトダイオード４１の信号電荷に加算して、信号
電荷を大きくすることで光電変換効率を向上させること
ができる。
トドレイン４４Ａの上方（受光面側）に、フォトダイオ
ード４１のカラーフィルタ４５と同色のカラーフィルタ
を配置してもよい。このように同色のカラーフィルタ４
５を配置するのであれば、ゲート領域４２Ａ、リセット
ドレイン４４Ｂでも、フォトダイオード４１で検出され
る光（例えば、赤色）と同色の光を検知し、この検知し
た同色の光強度をモニタして、露光時間を決定すること
で、高精度に当該露光時間を調整することができ、更
に、フォトダイオード４１の信号電荷に加算して、信号
電荷を大きくすることで光電変換効率を向上させること
ができる。
【０１７３】更に、ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａの
上方（受光面側）及びリセットドレイン４４Ｂの上方
に、フォトダイオード４１側のカラーフィルタ４５と互
いに異なる色のカラーフィルタ（例えば、フォトダイオ
ード４１側のカラーフィルタを青色、ゲート領域４２Ａ
側とリセットドレイン４４Ｂ側のカラーフィルタを赤
色）を配置してもよい（請求項１２）。
上方（受光面側）及びリセットドレイン４４Ｂの上方
に、フォトダイオード４１側のカラーフィルタ４５と互
いに異なる色のカラーフィルタ（例えば、フォトダイオ
ード４１側のカラーフィルタを青色、ゲート領域４２Ａ
側とリセットドレイン４４Ｂ側のカラーフィルタを赤
色）を配置してもよい（請求項１２）。
【０１７４】このようにフォトダイオード４１と、ＪＦ
ＥＴ４２のゲート領域４２Ａ及びリセットドレイン４４
Ｂの上方（受光面側）にフォトダイオード４１側のカラ
ーフィルタ４５と互いに異なる色のカラーフィルタを配
置すれば、第１の実施形態で説明した場合と同様、以下
の作用効果が得られる。例えば、赤色の光を物体に照射
したとき、入射光と同じ赤色の他に青色の光を放射する
物体について、赤色と青色の光強度比を検出する場合を
考える。入射光と同じ赤色の光強度が強い場合は、上記
のように受光面積の広いフォトダイオード４１の受光面
側に青色のカラーフィルタを配置し、受光面積の小さい
ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａとリセットドレイン４
４Ｂの受光面側に上記異なる色のカラーフィルタ（赤
色）を配置することで、このゲート領域４２Ａとリセッ
トドレイン４４Ｂで検出される赤色の分光成分とフォト
ダイオード４１にて検出される青色の分光成分との強度
比を精度よく検出することができる。
ＥＴ４２のゲート領域４２Ａ及びリセットドレイン４４
Ｂの上方（受光面側）にフォトダイオード４１側のカラ
ーフィルタ４５と互いに異なる色のカラーフィルタを配
置すれば、第１の実施形態で説明した場合と同様、以下
の作用効果が得られる。例えば、赤色の光を物体に照射
したとき、入射光と同じ赤色の他に青色の光を放射する
物体について、赤色と青色の光強度比を検出する場合を
考える。入射光と同じ赤色の光強度が強い場合は、上記
のように受光面積の広いフォトダイオード４１の受光面
側に青色のカラーフィルタを配置し、受光面積の小さい
ＪＦＥＴ４２のゲート領域４２Ａとリセットドレイン４
４Ｂの受光面側に上記異なる色のカラーフィルタ（赤
色）を配置することで、このゲート領域４２Ａとリセッ
トドレイン４４Ｂで検出される赤色の分光成分とフォト
ダイオード４１にて検出される青色の分光成分との強度
比を精度よく検出することができる。
【０１７５】更に、フォトダイオード４１の受光面側に
カラーフィルタを配置せずに、ＪＦＥＴ４２のゲート領
域４２Ａ，リセットドレイン４４Ｂの上方（受光面側）
にのみカラーフィルタ（例えば、赤色）を配置してもよ
い。この場合、フォトダイオード４１は種々の色の光強
度を検出することになるが、ゲート領域４２Ａ、リセッ
トドレイン４４Ｂで検出される特定光の強度に基づい
て、検出された光の分光感度特性（既知）から入射光の
分光特性、即ち色に関する情報を得ることができる。
カラーフィルタを配置せずに、ＪＦＥＴ４２のゲート領
域４２Ａ，リセットドレイン４４Ｂの上方（受光面側）
にのみカラーフィルタ（例えば、赤色）を配置してもよ
い。この場合、フォトダイオード４１は種々の色の光強
度を検出することになるが、ゲート領域４２Ａ、リセッ
トドレイン４４Ｂで検出される特定光の強度に基づい
て、検出された光の分光感度特性（既知）から入射光の
分光特性、即ち色に関する情報を得ることができる。
【０１７６】尚、この第３の実施形態では、ゲート領域
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷
を、光電流積分回路４７０で積分したのち、その出力端
子ＯＵＴから出力するようにしているが、積分すること
なく信号電荷の形態で出力するようにしてもよい。 （第４の実施形態）次に、本発明の第４の実施形態につ
いて、図１８から図２２を用いて説明する。この第４の
実施形態の光電変換素子５０は、第３の実施形態の光電
変換素子４０と同様に、フォトダイオード５１以外に、
ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイン５
４Ｂにも光が入射できるデバイス構造となって光電変換
が行われるものであるが、第３の実施形態と異なり、ゲ
ート領域５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号
がＪＦＥＴ５２のソース５２Ｂから出力され（Ｖout
2）、リセットドレイン５４Ｂで生成された信号電荷に
応じた電気信号（Ｖｉｐ）が光電流積分回路５７０の出
力端子ＯＵＴから出力されるようになっている。
４２Ａ、リセットドレイン４４Ｂで生成された信号電荷
を、光電流積分回路４７０で積分したのち、その出力端
子ＯＵＴから出力するようにしているが、積分すること
なく信号電荷の形態で出力するようにしてもよい。 （第４の実施形態）次に、本発明の第４の実施形態につ
いて、図１８から図２２を用いて説明する。この第４の
実施形態の光電変換素子５０は、第３の実施形態の光電
変換素子４０と同様に、フォトダイオード５１以外に、
ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイン５
４Ｂにも光が入射できるデバイス構造となって光電変換
が行われるものであるが、第３の実施形態と異なり、ゲ
ート領域５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号
がＪＦＥＴ５２のソース５２Ｂから出力され（Ｖout
2）、リセットドレイン５４Ｂで生成された信号電荷に
応じた電気信号（Ｖｉｐ）が光電流積分回路５７０の出
力端子ＯＵＴから出力されるようになっている。
【０１７７】そして、ゲート領域５２Ａで生成された信
号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）と、リセット
ドレイン５４Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖｉｐが、各々、基準値Ｖref1，Ｖref2と比較され、電
気信号Ｖout（Ｖout2）と電気信号Ｖｉｐの何れか一方
が、基準値Ｖref1，Ｖref2を超えたときに、シャッタ５
００Ｃが閉成されるようになっている。この第４の実施
形態は、請求項１５、請求項１７から請求項２１に対応
する。
号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout2）と、リセット
ドレイン５４Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号
Ｖｉｐが、各々、基準値Ｖref1，Ｖref2と比較され、電
気信号Ｖout（Ｖout2）と電気信号Ｖｉｐの何れか一方
が、基準値Ｖref1，Ｖref2を超えたときに、シャッタ５
００Ｃが閉成されるようになっている。この第４の実施
形態は、請求項１５、請求項１７から請求項２１に対応
する。
【０１７８】先ず、第４の実施形態の光電変換素子５０
のデバイス構造について説明する。図１８〜図２０に示
すように、光電変換素子５０は、第３の実施形態の光電
変換素子４０と同様に、入射光に応じた信号電荷を生成
するフォトダイオード５１と、そのゲート領域５２Ａに
供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖout）を出力
する増幅用トランジスタ（ＪＦＥＴ）５２と、フォトダ
イオード５１で生成・蓄積された信号電荷を前記ゲート
領域５２Ａに供給（転送）するためのＰ型の転送用トラ
ンジスタ５３と、ゲート領域５２Ａに供給（転送）され
た信号電荷を排出するためのＰ型のリセット用トランジ
スタ５４とを有する。
のデバイス構造について説明する。図１８〜図２０に示
すように、光電変換素子５０は、第３の実施形態の光電
変換素子４０と同様に、入射光に応じた信号電荷を生成
するフォトダイオード５１と、そのゲート領域５２Ａに
供給された信号電荷に応じて電気信号（Ｖout）を出力
する増幅用トランジスタ（ＪＦＥＴ）５２と、フォトダ
イオード５１で生成・蓄積された信号電荷を前記ゲート
領域５２Ａに供給（転送）するためのＰ型の転送用トラ
ンジスタ５３と、ゲート領域５２Ａに供給（転送）され
た信号電荷を排出するためのＰ型のリセット用トランジ
スタ５４とを有する。
【０１７９】又、この光電変換素子５０でも、第３の実
施形態の光電変換素子４０と同様に、ＪＦＥＴ５２のゲ
ート領域５２Ａ及びリセット用トランジスタ５４のドレ
イン（リセットドレイン）５４Ｂにおいて入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように、少なくとも、ゲート領
域５２Ａとリセットドレイン５４Ｂの上方に遮光膜がな
い構成となっている（図１９，図２０）。
施形態の光電変換素子４０と同様に、ＪＦＥＴ５２のゲ
ート領域５２Ａ及びリセット用トランジスタ５４のドレ
イン（リセットドレイン）５４Ｂにおいて入射光に応じ
た信号電荷が生成されるように、少なくとも、ゲート領
域５２Ａとリセットドレイン５４Ｂの上方に遮光膜がな
い構成となっている（図１９，図２０）。
【０１８０】このゲート領域５２Ａで生成された信号電
荷は、そのままＪＦＥＴ５２のソースに電気信号Ｖout
の形で現れる。一方、リセットドレイン５４Ｂで生成さ
れた信号電荷は光電流積分回路５７０の出力端子ＯＵＴ
に電気信号Ｖｉｐの形で現れる。尚、この光電変換素子
５０では、フォトダイオード５１の上方にカラーフィル
タ５５Ｂが、ゲート領域５２Ａの上方にカラーフィルタ
５５Ｒが、リセットドレイン５４Ｂの上方にカラーフィ
ルタ５５Ｇが、各々、配置されている。尚、光電変換素
子５０のデバイス構造は、カラーフィルタ５５Ｒ，５５
Ｂ，５５Ｇを、フォトダイオード５１、ゲート領域５２
Ａ、リセットドレイン５４Ｂの上方に各々配置した点の
み上記した光電変換素子４０と異なるもので、他の構成
は同じであり、その詳細な説明は省略する。
荷は、そのままＪＦＥＴ５２のソースに電気信号Ｖout
の形で現れる。一方、リセットドレイン５４Ｂで生成さ
れた信号電荷は光電流積分回路５７０の出力端子ＯＵＴ
に電気信号Ｖｉｐの形で現れる。尚、この光電変換素子
５０では、フォトダイオード５１の上方にカラーフィル
タ５５Ｂが、ゲート領域５２Ａの上方にカラーフィルタ
５５Ｒが、リセットドレイン５４Ｂの上方にカラーフィ
ルタ５５Ｇが、各々、配置されている。尚、光電変換素
子５０のデバイス構造は、カラーフィルタ５５Ｒ，５５
Ｂ，５５Ｇを、フォトダイオード５１、ゲート領域５２
Ａ、リセットドレイン５４Ｂの上方に各々配置した点の
み上記した光電変換素子４０と異なるもので、他の構成
は同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１８１】次に、上記構成の光電変換素子５０及びこ
れに接続された信号検出回路５９０の回路構成を図２１
を用いて説明すると共に、この光電変換素子５０を受光
部として用いた光電変換装置５００の構成を図２２を用
いて説明し、更にその動作を図２３，図２４のタイミン
グチャートを用いて、各々、説明する。この図２１に示
す回路構成の光電変換素子５０では、ＪＦＥＴ５２のソ
ースホロワ動作によって、フォトダイオード５１によっ
て生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout
1）と、ゲート領域５２Ａで生成された信号電荷に応じ
た電気信号Ｖout（Ｖout2）とが異なるタイミングでそ
のソースに現れると共に、前記した光電流積分回路５７
０の出力端子ＯＵＴにリセットドレイン５４Ｂで生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号Ｖｉｐが現れるようにな
っている。尚、図２１の光電流積分回路５７０の構成及
びその動作も、第３の実施形態の光電流積分回路４７０
と同じであり、その詳細な説明は省略する。
れに接続された信号検出回路５９０の回路構成を図２１
を用いて説明すると共に、この光電変換素子５０を受光
部として用いた光電変換装置５００の構成を図２２を用
いて説明し、更にその動作を図２３，図２４のタイミン
グチャートを用いて、各々、説明する。この図２１に示
す回路構成の光電変換素子５０では、ＪＦＥＴ５２のソ
ースホロワ動作によって、フォトダイオード５１によっ
て生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖout（Ｖout
1）と、ゲート領域５２Ａで生成された信号電荷に応じ
た電気信号Ｖout（Ｖout2）とが異なるタイミングでそ
のソースに現れると共に、前記した光電流積分回路５７
０の出力端子ＯＵＴにリセットドレイン５４Ｂで生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号Ｖｉｐが現れるようにな
っている。尚、図２１の光電流積分回路５７０の構成及
びその動作も、第３の実施形態の光電流積分回路４７０
と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１８２】図２２は、光電変換素子５０が搭載された
光電変換装置５００の全体構成を示すブロック図であ
る。この第４の実施形態の光電変換装置５００は、図２
２に示すように、光電変換素子５０と駆動回路（図示省
略）とからなる受光装置５００Ｂからの３つの出力信号
（電気信号Ｖout1，Ｖout2，Ｖｉｐ）のうち電気信号Ｖ
out1が信号検出回路５９０に、電気信号Ｖout2が比較回
路５８０Ａに、電気信号Ｖｉｐが比較回路５８０Ｂに各
々供給される点が、上記した第３の実施形態の光電変換
装置５００と異なる。
光電変換装置５００の全体構成を示すブロック図であ
る。この第４の実施形態の光電変換装置５００は、図２
２に示すように、光電変換素子５０と駆動回路（図示省
略）とからなる受光装置５００Ｂからの３つの出力信号
（電気信号Ｖout1，Ｖout2，Ｖｉｐ）のうち電気信号Ｖ
out1が信号検出回路５９０に、電気信号Ｖout2が比較回
路５８０Ａに、電気信号Ｖｉｐが比較回路５８０Ｂに各
々供給される点が、上記した第３の実施形態の光電変換
装置５００と異なる。
【０１８３】即ち、この光電変換装置５００では、フォ
トダイオード５１で生成された信号電荷に応じた電気信
号Ｖout（Ｖout1）から、信号検出回路５９０にて暗出
力に相当する基準信号電圧ＶDが除去され、光電流Ｖｐ
が得られる。一方、ゲート領域５２Ａで生成された信号
電荷に応じた電気信号Ｖout2と、リセットドレイン５４
Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖｉｐとが、
比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで、各々、基準値Ｖref1，
Ｖref2と比較され、コントローラ５００Ｄがこの比較結
果に応じて、暗箱５００Ａに設けられたシャッタ５００
Ｃにその開成時間（露光時間）を制御するための制御信
号ＳＨを出力するようになっている。
トダイオード５１で生成された信号電荷に応じた電気信
号Ｖout（Ｖout1）から、信号検出回路５９０にて暗出
力に相当する基準信号電圧ＶDが除去され、光電流Ｖｐ
が得られる。一方、ゲート領域５２Ａで生成された信号
電荷に応じた電気信号Ｖout2と、リセットドレイン５４
Ｂで生成された信号電荷に応じた電気信号Ｖｉｐとが、
比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで、各々、基準値Ｖref1，
Ｖref2と比較され、コントローラ５００Ｄがこの比較結
果に応じて、暗箱５００Ａに設けられたシャッタ５００
Ｃにその開成時間（露光時間）を制御するための制御信
号ＳＨを出力するようになっている。
【０１８４】次に、入射光を検知する際の光電変換素子
５０の１サイクルの動作を、図２３のタイミングチャー
トを用いて説明する。尚、この図２３も連続するサイク
ルで入射光の強度が略一定の場合を示している。又、動
作説明を簡単にするために、ここではｔ10時点からｔ20
時点に至るまでの１サイクルの動作について説明する。
先ず、ｔ10時点に至る前、シャッタ５００Ｃは、コント
ローラ５００Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されて
いる。又、このｔ10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハ
イレベル、駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パル
スφＲＳＧがハイレベルとなっている。
５０の１サイクルの動作を、図２３のタイミングチャー
トを用いて説明する。尚、この図２３も連続するサイク
ルで入射光の強度が略一定の場合を示している。又、動
作説明を簡単にするために、ここではｔ10時点からｔ20
時点に至るまでの１サイクルの動作について説明する。
先ず、ｔ10時点に至る前、シャッタ５００Ｃは、コント
ローラ５００Ｄからの制御信号ＳＨによって閉成されて
いる。又、このｔ10時点以前は、駆動パルスφＴＧがハ
イレベル、駆動パルスφＲＳＤがローレベル、駆動パル
スφＲＳＧがハイレベルとなっている。
【０１８５】更に、駆動パルスφＰＤ１，ＰＤ２、及び
駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなっている。このと
きノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前回のサイク
ルにおける入射光に応じた値Ｖｓ、光電流積分回路５７
０の出力端子ＯＵＴに現れる電気信号Ｖｉｐは接地レベ
ル（リセット状態）となっている。
駆動パルスφＲＳＴがハイレベルとなっている。このと
きノードＮ１に現れる電気信号Ｖoutは、前回のサイク
ルにおける入射光に応じた値Ｖｓ、光電流積分回路５７
０の出力端子ＯＵＴに現れる電気信号Ｖｉｐは接地レベ
ル（リセット状態）となっている。
【０１８６】ｔ10時点に至ると、駆動パルスφＲＳＧが
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。又、駆動パルスφＰＤ１がローレベルと
なり、ＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなる。そし
て、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となって、オン状態となっている前記ＭＯＳトラン
ジスタＱPD1を介してリセット用トランジスタＱRSGのド
レイン（リセットドレイン５４Ｂ）にこの一定電圧ＶGH
が印加される。このドレインの電位は、更にＪＦＥＴ５
２のゲート領域５２Ａに供給される。
ローレベルとなってＰ型のリセット用トランジスタＱRS
Gがオンする。又、駆動パルスφＰＤ１がローレベルと
なり、ＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなる。そし
て、駆動パルスφＲＳＤが読み出しレベル（一定電圧Ｖ
GH）となって、オン状態となっている前記ＭＯＳトラン
ジスタＱPD1を介してリセット用トランジスタＱRSGのド
レイン（リセットドレイン５４Ｂ）にこの一定電圧ＶGH
が印加される。このドレインの電位は、更にＪＦＥＴ５
２のゲート領域５２Ａに供給される。
【０１８７】そして、ｔ11時点に至ると、コントローラ
５００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ５００Ｃが開成されて露光が行われる（露光時間の
開始）。尚、シャッタ５００Ｃが開成されることで、フ
ォトダイオード５１のみならずゲート領域５２Ａ、リセ
ットドレイン５４Ｂでも入射光に応じた信号電荷が、各
々生成され始める。
５００Ｄからの制御信号ＳＨがローレベルとなってシャ
ッタ５００Ｃが開成されて露光が行われる（露光時間の
開始）。尚、シャッタ５００Ｃが開成されることで、フ
ォトダイオード５１のみならずゲート領域５２Ａ、リセ
ットドレイン５４Ｂでも入射光に応じた信号電荷が、各
々生成され始める。
【０１８８】又、駆動パルスφＲＳＤがローレベルに、
駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに反転される。更に、
駆動パルスφＰＤ１がハイレベルに、更に駆動パルスφ
ＰＤ２がローレベルに、駆動パルスφＲＳＴがローレベ
ルに反転される。このようにｔ11時点で、駆動パルスφ
ＲＳＧがハイレベルとなることで、リセット用トランジ
スタＱRSGがオフとなる。従って、ＪＦＥＴ５２のゲー
ト領域５２Ａで生成された信号電荷は、そのままゲート
領域５２Ａに蓄積され、ＪＦＥＴ５２のソースに現れる
電気信号Ｖout（Ｖout2）は、このゲート領域５２Ａで
生成された信号電荷に応じた値になる。この電気信号Ｖ
out（Ｖout2）は、シャッタ４００Ｃの開成されている
間、徐々に増加していく（ｔ11〜ｔ12）。
駆動パルスφＲＳＧがハイレベルに反転される。更に、
駆動パルスφＰＤ１がハイレベルに、更に駆動パルスφ
ＰＤ２がローレベルに、駆動パルスφＲＳＴがローレベ
ルに反転される。このようにｔ11時点で、駆動パルスφ
ＲＳＧがハイレベルとなることで、リセット用トランジ
スタＱRSGがオフとなる。従って、ＪＦＥＴ５２のゲー
ト領域５２Ａで生成された信号電荷は、そのままゲート
領域５２Ａに蓄積され、ＪＦＥＴ５２のソースに現れる
電気信号Ｖout（Ｖout2）は、このゲート領域５２Ａで
生成された信号電荷に応じた値になる。この電気信号Ｖ
out（Ｖout2）は、シャッタ４００Ｃの開成されている
間、徐々に増加していく（ｔ11〜ｔ12）。
【０１８９】又、このｔ11時点では、駆動パルスφＲＳ
Ｔがローレベルに反転されて、光電流積分回路５７０に
おけるリセットが解除される。又、駆動パルスφＰＤ２
がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD2がオン
することで、リセットドレイン５４Ｂで生成された信号
電荷が、この光電流積分回路５７０で積分され得る状態
になる。
Ｔがローレベルに反転されて、光電流積分回路５７０に
おけるリセットが解除される。又、駆動パルスφＰＤ２
がローレベルとなってＭＯＳトランジスタＱPD2がオン
することで、リセットドレイン５４Ｂで生成された信号
電荷が、この光電流積分回路５７０で積分され得る状態
になる。
【０１９０】しかして、ｔ11時点に至った後には、リセ
ットドレイン５４Ｂにおいて生成された信号電荷が、オ
ン状態のＭＯＳトランジスタＱPD2を介して光電流積分
回路５７０で積分され、その積分値に応じた値（電気信
号Ｖｉｐ）が出力端子ＯＵＴに現れる。尚、このときＭ
ＯＳトランジスタＱPD1はオフ（駆動パルスφＰＤ１が
ハイレベル）となる。
ットドレイン５４Ｂにおいて生成された信号電荷が、オ
ン状態のＭＯＳトランジスタＱPD2を介して光電流積分
回路５７０で積分され、その積分値に応じた値（電気信
号Ｖｉｐ）が出力端子ＯＵＴに現れる。尚、このときＭ
ＯＳトランジスタＱPD1はオフ（駆動パルスφＰＤ１が
ハイレベル）となる。
【０１９１】この出力端子ＯＵＴから現れる電気信号Ｖ
ｉｐの値は、シャッタ５００Ｃの開成されている間、徐
々に減少していく（ｔ11〜ｔ12）。このように徐々に変
化していく電気信号Ｖout2と電気信号Ｖｉｐは、図２２
に示す比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで、基準値Ｖref1，
Ｖref2と各々比較される。これら比較回路５８０Ａ，５
８０Ｂからは、何れか一方の値が基準値Ｖref1，Ｖref2
を超えたとき（図２３は電気信号Ｖout2が基準値Ｖref1
を超えた場合を示し、図２４は電気信号Ｖｉｐが基準値
Ｖref2を超えた場合を示す）、その比較結果がコントロ
ーラ５００Ｄに送られる。
ｉｐの値は、シャッタ５００Ｃの開成されている間、徐
々に減少していく（ｔ11〜ｔ12）。このように徐々に変
化していく電気信号Ｖout2と電気信号Ｖｉｐは、図２２
に示す比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで、基準値Ｖref1，
Ｖref2と各々比較される。これら比較回路５８０Ａ，５
８０Ｂからは、何れか一方の値が基準値Ｖref1，Ｖref2
を超えたとき（図２３は電気信号Ｖout2が基準値Ｖref1
を超えた場合を示し、図２４は電気信号Ｖｉｐが基準値
Ｖref2を超えた場合を示す）、その比較結果がコントロ
ーラ５００Ｄに送られる。
【０１９２】コントローラ５００Ｄはこれを認識して、
制御信号ＳＨをローレベルに反転して、シャッタ５００
Ｃを閉成させる（露光時間の終了）。このように電気信
号Ｖout2又はＶｉｐが、基準値Ｖref1又はＶref2を超え
て、ｔ12時点に至ると、更に、駆動パルスφＲＳＤが読
み出しレベル（ＶGH）に立ち上げられ、駆動パルスφＲ
ＳＧがローレベルに反転され、駆動パルスφＰＤ１がロ
ーレベルに反転される。
制御信号ＳＨをローレベルに反転して、シャッタ５００
Ｃを閉成させる（露光時間の終了）。このように電気信
号Ｖout2又はＶｉｐが、基準値Ｖref1又はＶref2を超え
て、ｔ12時点に至ると、更に、駆動パルスφＲＳＤが読
み出しレベル（ＶGH）に立ち上げられ、駆動パルスφＲ
ＳＧがローレベルに反転され、駆動パルスφＰＤ１がロ
ーレベルに反転される。
【０１９３】駆動パルスφＰＤ１がローレベルとなるこ
とでＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなり、駆動パル
スφＲＳＧがローレベルとなることでリセット用トラン
ジスタＱRSGがオンとなる。そして、上記読み出しレベ
ルの電位（ＶGH）が、オン状態となったＭＯＳトランジ
スタＱPD1を介して、リセットドレイン５４Ｂに供給さ
れる。更に、読み出しレベルの電位（ＶGH）は、オン状
態となったＭＯＳトランジスタＱPD1、リセット用トラ
ンジスタＱRSGを介して、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５
２Ａに供給されて、そのリセットが行われる。
とでＭＯＳトランジスタＱPD1がオンとなり、駆動パル
スφＲＳＧがローレベルとなることでリセット用トラン
ジスタＱRSGがオンとなる。そして、上記読み出しレベ
ルの電位（ＶGH）が、オン状態となったＭＯＳトランジ
スタＱPD1を介して、リセットドレイン５４Ｂに供給さ
れる。更に、読み出しレベルの電位（ＶGH）は、オン状
態となったＭＯＳトランジスタＱPD1、リセット用トラ
ンジスタＱRSGを介して、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５
２Ａに供給されて、そのリセットが行われる。
【０１９４】このとき、ゲート領域５２Ａに受けた電位
（ＶGH）によってソースに現れる電気信号Ｖoutは、暗
出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。又、このｔ12
時点に至って駆動パルスφＰＤ２がハイレベルとなるこ
とでＭＯＳトランジスタＱPD2がオフし、駆動パルスφ
ＲＳＴがハイレベルに反転されて光電流積分回路５７０
におけるリセットが行われる。
（ＶGH）によってソースに現れる電気信号Ｖoutは、暗
出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。又、このｔ12
時点に至って駆動パルスφＰＤ２がハイレベルとなるこ
とでＭＯＳトランジスタＱPD2がオフし、駆動パルスφ
ＲＳＴがハイレベルに反転されて光電流積分回路５７０
におけるリセットが行われる。
【０１９５】これまでのｔ11〜ｔ12間では、未だ、駆動
パルスφＴＧはハイレベルのままで転送用トランジスタ
ＱTGはオフ状態である。従って、露光時間の開始ととも
にフォトダイオード５１にて生成され始めた信号電荷
は、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａに転送されずにそ
のまま蓄積される。ｔ13時点に至ると、再び、駆動パル
スφＲＳＤがローレベルに戻され、駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルに戻される。このとき、ＪＦＥＴ５２のゲ
ート領域５２Ａはフローティング状態になるが、ノード
Ｎ１に現れる電気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が
保持されている。
パルスφＴＧはハイレベルのままで転送用トランジスタ
ＱTGはオフ状態である。従って、露光時間の開始ととも
にフォトダイオード５１にて生成され始めた信号電荷
は、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａに転送されずにそ
のまま蓄積される。ｔ13時点に至ると、再び、駆動パル
スφＲＳＤがローレベルに戻され、駆動パルスφＲＳＧ
がハイレベルに戻される。このとき、ＪＦＥＴ５２のゲ
ート領域５２Ａはフローティング状態になるが、ノード
Ｎ１に現れる電気信号Ｖoutの値は、ＶDのままその値が
保持されている。
【０１９６】ｔ14時点に至ると、駆動パルスφＴＧがロ
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード５１にて生成
・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ５２のゲート領域５２
Ａに供給（転送）される。このｔ14時点に至るまでにゲ
ート領域５２Ａは既にリセット（ゲート領域５２Ａの電
位は読み出しレベル）されているため（シャッタ５００
Ｃも閉成されている）、このｔ14時点でＪＦＥＴ５２の
ソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フォ
トダイオード５１で生成・蓄積された信号電荷にのみ応
じた値Ｖｓになる。
ーレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGがオン
する。この転送用トランジスタＱTGのオンによって、上
記したｔ11〜ｔ12の間でフォトダイオード５１にて生成
・蓄積された信号電荷がＪＦＥＴ５２のゲート領域５２
Ａに供給（転送）される。このｔ14時点に至るまでにゲ
ート領域５２Ａは既にリセット（ゲート領域５２Ａの電
位は読み出しレベル）されているため（シャッタ５００
Ｃも閉成されている）、このｔ14時点でＪＦＥＴ５２の
ソース（ノードＮ１）に現れる電気信号Ｖoutは、フォ
トダイオード５１で生成・蓄積された信号電荷にのみ応
じた値Ｖｓになる。
【０１９７】ｔ15時点に至ると、駆動パルスφＴＧが再
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなりフローティング状態になるが、ＪＦＥＴ５２
のソース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、
フォトダイオード５１にて生成・蓄積された信号電荷に
応じた値Ｖｓに保持される。ｔ20時点に至ると、駆動パ
ルスφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転され、
駆動パルスφＰＤ１がハイレベルからローレベルに立ち
下げられ、更に、駆動パルスφＲＳＤがローレベルから
ハイレベル（ＶGH）に立ち上げられる。
びハイレベルに反転されて、転送用トランジスタＱTGが
オフとなりフローティング状態になるが、ＪＦＥＴ５２
のソース（ノードＮ１側）に現れる電気信号Ｖoutは、
フォトダイオード５１にて生成・蓄積された信号電荷に
応じた値Ｖｓに保持される。ｔ20時点に至ると、駆動パ
ルスφＲＳＧがハイレベルからローレベルに反転され、
駆動パルスφＰＤ１がハイレベルからローレベルに立ち
下げられ、更に、駆動パルスφＲＳＤがローレベルから
ハイレベル（ＶGH）に立ち上げられる。
【０１９８】駆動パルスφＲＳＧがローレベルとなるこ
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＰＤ１がローレベルとなることでＭＯ
ＳトランジスタＱPD1が再びオンし、これら２つのトラ
ンジスタＱRSG、ＱPD1を介して、ハイレベル（ＶGH）の
駆動パルスφＲＳＤがリセット用トランジスタＱRSGの
ドレインに印加されてゲート領域５２Ａのリセットが行
われる。このとき、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout
は、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
とでＰ型のリセット用トランジスタＱRSGが再びオン
し、駆動パルスφＰＤ１がローレベルとなることでＭＯ
ＳトランジスタＱPD1が再びオンし、これら２つのトラ
ンジスタＱRSG、ＱPD1を介して、ハイレベル（ＶGH）の
駆動パルスφＲＳＤがリセット用トランジスタＱRSGの
ドレインに印加されてゲート領域５２Ａのリセットが行
われる。このとき、ノードＮ１に現れる電気信号Ｖout
は、再び暗出力に相当する基準信号電圧ＶDとなる。
【０１９９】以後、ｔ10〜ｔ20時点間と同様の動作が繰
り返されて、複数のサイクルの光の検出動作が行われ
る。尚、ｔ12〜ｔ14時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ1
4〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓは、信号検出回
路５９０に出力され、これらの差分を示す電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
り返されて、複数のサイクルの光の検出動作が行われ
る。尚、ｔ12〜ｔ14時点間で得られた電気信号ＶD、ｔ1
4〜ｔ20時点間で得られた電気信号Ｖｓは、信号検出回
路５９０に出力され、これらの差分を示す電気信号（光
信号）Ｖｐが得られる。
【０２００】このように光電変換素子５０では、ゲート
領域５２Ａ、リセットドレイン５４Ｂで各々生成された
信号電荷に応じた電気信号Ｖout2、電気信号Ｖｉｐを、
各々、比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで基準値Ｖref1，Ｖ
ref2と比較し、この結果に基づいて入射光の強度をモニ
タすることでし、シャッタ５００Ｃの開成時間（露光時
間）を制御しているので、常に、最適な露光時間を得る
ことができる。即ち、第４の実施形態の光電変換素子５
０によれば、適正な露光時間を、ゲート領域５２Ａ、リ
セットドレイン５４Ｂにて生成された信号電荷に基づい
て制御しているので、撮影時の周囲の明るさに応じたこ
れらの信号電荷で、撮影時の周囲の明るさの変化に応じ
た適正な露光時間による撮影が可能になる。
領域５２Ａ、リセットドレイン５４Ｂで各々生成された
信号電荷に応じた電気信号Ｖout2、電気信号Ｖｉｐを、
各々、比較回路５８０Ａ，５８０Ｂで基準値Ｖref1，Ｖ
ref2と比較し、この結果に基づいて入射光の強度をモニ
タすることでし、シャッタ５００Ｃの開成時間（露光時
間）を制御しているので、常に、最適な露光時間を得る
ことができる。即ち、第４の実施形態の光電変換素子５
０によれば、適正な露光時間を、ゲート領域５２Ａ、リ
セットドレイン５４Ｂにて生成された信号電荷に基づい
て制御しているので、撮影時の周囲の明るさに応じたこ
れらの信号電荷で、撮影時の周囲の明るさの変化に応じ
た適正な露光時間による撮影が可能になる。
【０２０１】ところで、この第４の実施形態の光電変換
素子５０は、３つの半導体領域、即ち、フォトダイオー
ド５１、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットド
レイン５４Ｂで、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄積
されるように構成されると共に、フォトダイオード５
１、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイ
ン５４Ｂの各々の上方（受光面側）に、カラーフィルタ
５５Ｂ（青色）、５５Ｒ（赤色）、５５Ｇ（緑色）が配
置されている。
素子５０は、３つの半導体領域、即ち、フォトダイオー
ド５１、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットド
レイン５４Ｂで、入射光に応じた信号電荷が生成・蓄積
されるように構成されると共に、フォトダイオード５
１、ＪＦＥＴ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイ
ン５４Ｂの各々の上方（受光面側）に、カラーフィルタ
５５Ｂ（青色）、５５Ｒ（赤色）、５５Ｇ（緑色）が配
置されている。
【０２０２】このようにフォトダイオード５１、ＪＦＥ
Ｔ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイン５４Ｂの
受光面側にカラーフィルタ５５Ｂ（青色）、５５Ｒ（赤
色）、５５Ｇ（緑色）を各々配置することで、入射光の
分光特性（色に関する情報）を更に詳細に得ることがで
きる。色の異なるカラーフィルタを用いて、その物体の
特性を測定する場合等の作用効果は、上記の第３の実施
形態で説明した場合と同様であり、その詳細な説明は省
略する。
Ｔ５２のゲート領域５２Ａ、リセットドレイン５４Ｂの
受光面側にカラーフィルタ５５Ｂ（青色）、５５Ｒ（赤
色）、５５Ｇ（緑色）を各々配置することで、入射光の
分光特性（色に関する情報）を更に詳細に得ることがで
きる。色の異なるカラーフィルタを用いて、その物体の
特性を測定する場合等の作用効果は、上記の第３の実施
形態で説明した場合と同様であり、その詳細な説明は省
略する。
【０２０３】尚、この第４の実施形態でも、リセットド
レイン５４Ｂで生成された信号電荷を、光電流積分回路
５７０で積分したのち、その出力端子ＯＵＴから出力す
るようにしているが、積分することなく信号電荷の形態
で出力するようにしてもよい。尚、上記した第１〜第４
の実施形態では、フォトダイオード２１，３１，４１，
５１を用いた光電変換装置で、ゲート領域２２Ａ，３２
Ａ，４２Ａ，５２Ａ及び／又はリセットドレイン４４
Ｂ，５４Ｂで生成された信号電荷に基づいて、その露光
時間を決定するようにしたが、シャッタ２００Ｃ，４０
０Ｃ，５００Ｃの開成時間（露光時間）を一定にしてお
いて、そのときゲート領域２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５
２Ａ及び／又はリセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成
された信号電荷に基づいて色情報を認識し、フォトダイ
オード２１，３１，４１，５１で検出された光強度信号
による光強度情報に、上記色情報を加味して、精細な分
光成分の検出を行うようにしてもよい。
レイン５４Ｂで生成された信号電荷を、光電流積分回路
５７０で積分したのち、その出力端子ＯＵＴから出力す
るようにしているが、積分することなく信号電荷の形態
で出力するようにしてもよい。尚、上記した第１〜第４
の実施形態では、フォトダイオード２１，３１，４１，
５１を用いた光電変換装置で、ゲート領域２２Ａ，３２
Ａ，４２Ａ，５２Ａ及び／又はリセットドレイン４４
Ｂ，５４Ｂで生成された信号電荷に基づいて、その露光
時間を決定するようにしたが、シャッタ２００Ｃ，４０
０Ｃ，５００Ｃの開成時間（露光時間）を一定にしてお
いて、そのときゲート領域２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５
２Ａ及び／又はリセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成
された信号電荷に基づいて色情報を認識し、フォトダイ
オード２１，３１，４１，５１で検出された光強度信号
による光強度情報に、上記色情報を加味して、精細な分
光成分の検出を行うようにしてもよい。
【０２０４】又、上記した第３、第４の実施形態では、
リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで入射光に応じて生成
された信号電荷は、何れの場合も、光電流積分回路４７
０，５７０から出力されるようにされているが、これに
限らず、リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂにて生成され
た信号電荷を、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２
Ａ，５２Ａに供給（転送）することで、これらの信号電
荷に応じた電気信号をＪＦＥＴ４２，５２のソース（ノ
ードＮ１）から出力させるようにしてもよい（請求項
８，請求項１６に対応）。
リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで入射光に応じて生成
された信号電荷は、何れの場合も、光電流積分回路４７
０，５７０から出力されるようにされているが、これに
限らず、リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂにて生成され
た信号電荷を、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２
Ａ，５２Ａに供給（転送）することで、これらの信号電
荷に応じた電気信号をＪＦＥＴ４２，５２のソース（ノ
ードＮ１）から出力させるようにしてもよい（請求項
８，請求項１６に対応）。
【０２０５】即ち、リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂに
信号電荷が生成・蓄積されている状態で、リセット用ト
ランジスタＱRSG（４４，５４）をオンすれば、この信
号電荷が蓄積されているリセットドレイン４４Ｂ，５４
ＢとＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２Ａ，５２Ａと
が同電位となるため、リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂ
で生成された信号電荷に応じた電気信号がＪＦＥＴ４
２，５２のソースに現れることになる。
信号電荷が生成・蓄積されている状態で、リセット用ト
ランジスタＱRSG（４４，５４）をオンすれば、この信
号電荷が蓄積されているリセットドレイン４４Ｂ，５４
ＢとＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２Ａ，５２Ａと
が同電位となるため、リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂ
で生成された信号電荷に応じた電気信号がＪＦＥＴ４
２，５２のソースに現れることになる。
【０２０６】この場合、リセット用トランジスタＱRSG
（４４，５４）のゲート（４４Ｃ，５４Ｃ）に供給され
る駆動パルスφＲＳＧのハイレベル／ローレベルのタイ
ミングを調整することで、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート
領域４２Ａ，５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気
信号と、上記リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号とを個別のタイミング
で、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソースから出力させるこ
とも、或いは、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２
Ａ，５２Ａで生成された信号電荷と上記リセットドレイ
ン４４Ｂ，５４Ｂで生成された信号電荷との加算値に応
じた電気信号とを、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソース
（ノードＮ１側）から出力させることもできる（請求項
１６）。
（４４，５４）のゲート（４４Ｃ，５４Ｃ）に供給され
る駆動パルスφＲＳＧのハイレベル／ローレベルのタイ
ミングを調整することで、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート
領域４２Ａ，５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気
信号と、上記リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成さ
れた信号電荷に応じた電気信号とを個別のタイミング
で、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソースから出力させるこ
とも、或いは、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領域４２
Ａ，５２Ａで生成された信号電荷と上記リセットドレイ
ン４４Ｂ，５４Ｂで生成された信号電荷との加算値に応
じた電気信号とを、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソース
（ノードＮ１側）から出力させることもできる（請求項
１６）。
【０２０７】更に、個別に出力されるゲート領域４２
Ａ，５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号と、
上記リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成された信号
電荷に応じた電気信号とを、フォトダイオード２１で生
成された信号電荷に応じた電気信号に加算して、又は、
個別のタイミングで、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソース
（ノードＮ１側）から出力させることもできる。
Ａ，５２Ａで生成された信号電荷に応じた電気信号と、
上記リセットドレイン４４Ｂ，５４Ｂで生成された信号
電荷に応じた電気信号とを、フォトダイオード２１で生
成された信号電荷に応じた電気信号に加算して、又は、
個別のタイミングで、当該ＪＦＥＴ４２，５２のソース
（ノードＮ１側）から出力させることもできる。
【０２０８】又、上記した第３、第４の実施形態では、
光電変換素子４０，５０が、ＪＦＥＴ４２，５２のゲー
ト領域４２Ａ，５２Ａと、リセットドレイン４４Ｂ，５
４Ｂの双方で、入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに構成されているが、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領
域４２Ａ，５２Ａを、例えば、リセットドレイン用配線
（アルミ配線）で遮光して、ゲート領域４２Ａ，５２Ａ
での信号電荷の生成を行わないようしてもよい（請求項
７，８）。
光電変換素子４０，５０が、ＪＦＥＴ４２，５２のゲー
ト領域４２Ａ，５２Ａと、リセットドレイン４４Ｂ，５
４Ｂの双方で、入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに構成されているが、ＪＦＥＴ４２，５２のゲート領
域４２Ａ，５２Ａを、例えば、リセットドレイン用配線
（アルミ配線）で遮光して、ゲート領域４２Ａ，５２Ａ
での信号電荷の生成を行わないようしてもよい（請求項
７，８）。
【０２０９】この場合には、リセットドレイン４４Ｂ，
５４Ｂにて生成された信号電荷を、ＪＦＥＴ４２，５２
のゲート領域４２Ａ，５２Ａに供給（転送）して、この
ＪＦＥＴ４２，５２のソース（ノードＮ１）から出力さ
せるようにしてもよいし（請求項８）、リセット用トラ
ンジスタＱRSG（２４）のドレインから出力させるよう
にしてもよい（請求項７）。
５４Ｂにて生成された信号電荷を、ＪＦＥＴ４２，５２
のゲート領域４２Ａ，５２Ａに供給（転送）して、この
ＪＦＥＴ４２，５２のソース（ノードＮ１）から出力さ
せるようにしてもよいし（請求項８）、リセット用トラ
ンジスタＱRSG（２４）のドレインから出力させるよう
にしてもよい（請求項７）。
【０２１０】尚、上記した第１〜第４の実施形態で開示
した光電変換素子２０，３０，４０，５０については、
素子単体で用いる場合を想定してその構造、及び、動作
を説明したが、これらの光電変換素子２０，３０，４
０，５０を、多数アレイ状に配置すれば、そのままイメ
ージセンサを構成することができる。尚、上記した第
１、第３及び第４の実施形態では、光電変換素子２０，
４０，５０のリセットドレイン２４Ｂ，４４Ｂ，５４Ｂ
にハイレベル（読み出しレベルＶGH）と、ローレベルの
２値の駆動パルスφＲＳＤを供給しているが、リセット
ドレイン２４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ，５４Ｂに、ハイレベ
ル（ＶGH）の信号を供給するようにしてもよい。
した光電変換素子２０，３０，４０，５０については、
素子単体で用いる場合を想定してその構造、及び、動作
を説明したが、これらの光電変換素子２０，３０，４
０，５０を、多数アレイ状に配置すれば、そのままイメ
ージセンサを構成することができる。尚、上記した第
１、第３及び第４の実施形態では、光電変換素子２０，
４０，５０のリセットドレイン２４Ｂ，４４Ｂ，５４Ｂ
にハイレベル（読み出しレベルＶGH）と、ローレベルの
２値の駆動パルスφＲＳＤを供給しているが、リセット
ドレイン２４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ，５４Ｂに、ハイレベ
ル（ＶGH）の信号を供給するようにしてもよい。
【０２１１】尚、上記した第２の実施形態では、光電変
換素子３０のリセットドレイン３４Ｂに最高電位（ＶG
H）、中間電位（ＶGM）、それにローレベルの３値の駆
動パルスφＲＳＤを供給しているが、第１の実施形態の
ように２値の駆動パルスφＲＳＤをリセットドレイン３
４Ｂに供給するようにしてもよいし、上記のように、一
定レベル（ＶGH）の信号を供給するようにしてもよい。
換素子３０のリセットドレイン３４Ｂに最高電位（ＶG
H）、中間電位（ＶGM）、それにローレベルの３値の駆
動パルスφＲＳＤを供給しているが、第１の実施形態の
ように２値の駆動パルスφＲＳＤをリセットドレイン３
４Ｂに供給するようにしてもよいし、上記のように、一
定レベル（ＶGH）の信号を供給するようにしてもよい。
【０２１２】又、第１〜第４の実施形態では、従たる受
光部（ゲート領域、リセットドレイン）で生成された信
号電荷に基づいてシャッタの開成時間（露光時間）を制
御するようにしているが、露光時間の制御を行うことな
く、各々の従たる受光部（ゲート領域、リセットドレイ
ン）で生成された信号電荷を、当該光電変換素子の出力
としてのみ用いるようにしてもよい。
光部（ゲート領域、リセットドレイン）で生成された信
号電荷に基づいてシャッタの開成時間（露光時間）を制
御するようにしているが、露光時間の制御を行うことな
く、各々の従たる受光部（ゲート領域、リセットドレイ
ン）で生成された信号電荷を、当該光電変換素子の出力
としてのみ用いるようにしてもよい。
【０２１３】又、第１〜第４の実施形態で開示した光電
変換素子２０，３０，４０，５０には、光電変換部であ
るフォトダイオードと出力部を構成する増幅用トランジ
スタとの間に転送用トランジスタが配置されているが、
転送用トランジスタのないタイプ、例えばフォトダイオ
ードと増幅用トランジスタの制御電極が直接電気的に接
続されている素子構造や、フォトダイオードと増幅用ト
ランジスタとが一体となっているフォトトランジスタを
有する素子構造として、主たる受光部としてフォトダイ
オードあるいはフォトトランジスタを、従たる受光部と
してリセット用トランジスタのリセットドレインを用い
るようにしてもよい。
変換素子２０，３０，４０，５０には、光電変換部であ
るフォトダイオードと出力部を構成する増幅用トランジ
スタとの間に転送用トランジスタが配置されているが、
転送用トランジスタのないタイプ、例えばフォトダイオ
ードと増幅用トランジスタの制御電極が直接電気的に接
続されている素子構造や、フォトダイオードと増幅用ト
ランジスタとが一体となっているフォトトランジスタを
有する素子構造として、主たる受光部としてフォトダイ
オードあるいはフォトトランジスタを、従たる受光部と
してリセット用トランジスタのリセットドレインを用い
るようにしてもよい。
【０２１４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１又は請求項
２の発明によれば、光電変換部以外の半導体領域、即
ち、増幅用トランジスタの制御電極においても入射光に
応じた信号電荷を生成することができるので、光電変換
素子の受光面積を実質的に大きく確保して、１画素当り
の光電変換効率を高めることができるようになる。
２の発明によれば、光電変換部以外の半導体領域、即
ち、増幅用トランジスタの制御電極においても入射光に
応じた信号電荷を生成することができるので、光電変換
素子の受光面積を実質的に大きく確保して、１画素当り
の光電変換効率を高めることができるようになる。
【０２１５】又、請求項３、請求項４の発明によれば、
入射光の分光成分に応じて、特定の波長の光を効率よく
検知することができるようになる。又、入射光の色情報
を精細に検知できる。又、請求項５、請求項６の発明に
よれば、前記制御電極で生成された信号電荷で光電変換
装置が使用される周囲の明るさをモニタし、露光時間
を、このモニタした結果に応じて自動的に調整すること
で、常に、鮮明な画像を得ることができるようになる。
入射光の分光成分に応じて、特定の波長の光を効率よく
検知することができるようになる。又、入射光の色情報
を精細に検知できる。又、請求項５、請求項６の発明に
よれば、前記制御電極で生成された信号電荷で光電変換
装置が使用される周囲の明るさをモニタし、露光時間
を、このモニタした結果に応じて自動的に調整すること
で、常に、鮮明な画像を得ることができるようになる。
【０２１６】又、請求項７から請求項１０の発明によれ
ば、光電変換部以外の半導体領域、即ち、リセット用ト
ランジスタの一方の主電極においても入射光に応じた信
号電荷を生成することができるので、光電変換素子の受
光面積を実質的に大きく確保して、１画素当りの光電変
換効率を高めることができるようになる。又、請求項１
１又は請求項１２の発明によれば、入射光の分光成分に
応じて、特定の波長の光を効率よく検知することができ
るようになる。又、入射光の色情報を精細に検知でき
る。
ば、光電変換部以外の半導体領域、即ち、リセット用ト
ランジスタの一方の主電極においても入射光に応じた信
号電荷を生成することができるので、光電変換素子の受
光面積を実質的に大きく確保して、１画素当りの光電変
換効率を高めることができるようになる。又、請求項１
１又は請求項１２の発明によれば、入射光の分光成分に
応じて、特定の波長の光を効率よく検知することができ
るようになる。又、入射光の色情報を精細に検知でき
る。
【０２１７】又、請求項１３の発明によれば、前記主電
極で生成された信号電荷で光電変換装置が使用される周
囲の明るさをモニタし、露光時間を、このモニタした結
果に応じて自動的に調整することで、常に、鮮明な画像
を得ることができるようになる。又、請求項１４から請
求項１８の発明によれば、光電変換部以外の半導体領
域、即ち、増幅用トランジスタの制御電極、リセット用
トランジスタの一方の主電極においても入射光に応じた
信号電荷を生成することができるので、光電変換素子の
受光面積を実質的に大きく確保して、１画素当りの光電
変換効率を高めることができるようになる。
極で生成された信号電荷で光電変換装置が使用される周
囲の明るさをモニタし、露光時間を、このモニタした結
果に応じて自動的に調整することで、常に、鮮明な画像
を得ることができるようになる。又、請求項１４から請
求項１８の発明によれば、光電変換部以外の半導体領
域、即ち、増幅用トランジスタの制御電極、リセット用
トランジスタの一方の主電極においても入射光に応じた
信号電荷を生成することができるので、光電変換素子の
受光面積を実質的に大きく確保して、１画素当りの光電
変換効率を高めることができるようになる。
【０２１８】又、請求項１９又は請求項２０の発明によ
れば、入射光の分光成分に応じて、特定の波長の光を効
率よく検知することができるようになる。又、入射光の
色情報を精細に検知できる。又、請求項２１又は請求項
２２の発明によれば、前記制御電極で生成された信号電
荷、又は前記主電極で生成された信号電荷で光電変換装
置が使用される周囲の明るさをモニタし、露光時間を、
このモニタした結果に応じて自動的に調整することで、
常に、鮮明な画像を得ることができるようになる。
れば、入射光の分光成分に応じて、特定の波長の光を効
率よく検知することができるようになる。又、入射光の
色情報を精細に検知できる。又、請求項２１又は請求項
２２の発明によれば、前記制御電極で生成された信号電
荷、又は前記主電極で生成された信号電荷で光電変換装
置が使用される周囲の明るさをモニタし、露光時間を、
このモニタした結果に応じて自動的に調整することで、
常に、鮮明な画像を得ることができるようになる。
【図１】第１の実施形態の光電変換素子２０のデバイス
構造を示す平面図である。
構造を示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図４】光電変換素子２０及び信号検出回路２９０を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】光電変換素子２０を受光装置２００Ｂとして用
いた光電変換装置２００の概略を示すブロック図であ
る。
いた光電変換装置２００の概略を示すブロック図であ
る。
【図６】光電変換素子２０に供給される駆動パルスφＴ
Ｇ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャー
トである。
Ｇ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャー
トである。
【図７】光電変換素子２０に供給される駆動パルスφＴ
Ｇ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャー
トである。
Ｇ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャー
トである。
【図８】第１の実施形態の変形例１に係る光電変換素子
２０に供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳ
Ｄの波形を示すタイミングチャートである。
２０に供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳ
Ｄの波形を示すタイミングチャートである。
【図９】第１の実施形態の変形例２に係る光電変換素子
２０に供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳ
Ｄの波形を示すタイミングチャートである。
２０に供給される駆動パルスφＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳ
Ｄの波形を示すタイミングチャートである。
【図１０】第２の実施形態の光電変換素子３０及び信号
検出回路３９０を示す回路図である。
検出回路３９０を示す回路図である。
【図１１】光電変換素子３０に供給される駆動パルスφ
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
【図１２】第３の実施形態の光電変換素子４０のデバイ
ス構造を示す平面図である。
ス構造を示す平面図である。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１４】図１２のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図１５】光電変換素子４０及び信号検出回路４９０を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図１６】光電変換素子４０を受光装置４００Ｂとして
用いた光電変換装置４００の概略を示すブロック図であ
る。
用いた光電変換装置４００の概略を示すブロック図であ
る。
【図１７】光電変換素子４０に供給される駆動パルスφ
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
【図１８】第４の実施形態の光電変換素子５０のデバイ
ス構造を示す平面図である。
ス構造を示す平面図である。
【図１９】図１８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図２０】図１８のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図２１】光電変換素子５０及び信号検出回路５９０を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２２】光電変換素子５０を受光装置５００Ｂとして
用いた光電変換装置５００の概略を示すブロック図であ
る。
用いた光電変換装置５００の概略を示すブロック図であ
る。
【図２３】光電変換素子５０に供給される駆動パルスφ
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
【図２４】光電変換素子５０に供給される駆動パルスφ
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
【図２５】従来の光電変換素子１０のデバイス構造を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２６】図２５のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図２７】図２５のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図２８】光電変換素子１０及び信号検出回路１９０を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２９】光電変換素子５０に供給される駆動パルスφ
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
ＴＧ、φＲＳＧ、φＲＳＤの波形を示すタイミングチャ
ートである。
２０，３０，４０，５０ 光電変換素子 ２１，４１，５１ フォトダイオード（光電変換部） ２２，３２，４２，５２ 増幅用トランジスタ（ＪＦＥ
Ｔ） ２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ ゲート領域（制御電
極） ２３，３３，４３，５３ 転送用トランジスタ（ＱTG） ２４，３４，４４，５４ リセット用トランジスタ（Ｑ
RSG） ２４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ，５５Ｂ リセットドレイン
（主電極） ２５，２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ カラーフィルタ ２００，３００，４００，５００ 光電変換装置 ２００Ｃ，４００Ｃ，５００Ｃ シャッタ（シャッタ
部） ２００Ｄ，４００Ｄ，５００Ｄ コントローラ（制御手
段） ２９０，３９０，４９０，５９０ 信号検出回路
Ｔ） ２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ ゲート領域（制御電
極） ２３，３３，４３，５３ 転送用トランジスタ（ＱTG） ２４，３４，４４，５４ リセット用トランジスタ（Ｑ
RSG） ２４Ｂ，３４Ｂ，４４Ｂ，５５Ｂ リセットドレイン
（主電極） ２５，２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ カラーフィルタ ２００，３００，４００，５００ 光電変換装置 ２００Ｃ，４００Ｃ，５００Ｃ シャッタ（シャッタ
部） ２００Ｄ，４００Ｄ，５００Ｄ コントローラ（制御手
段） ２９０，３９０，４９０，５９０ 信号検出回路
Claims (22)
- 【請求項１】 入射光に応じた信号電荷を生成する光電
変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラン
ジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号を
出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号電
荷を前記制御電極に供給するための転送部とを備えた光
電変換素子において、 前記増幅用トランジスタは、その制御電極にて入射光に
応じた信号電荷を生成するように形成され、 前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷と前記光電変換部で生成された信号電荷とを加算した
値に応じた電気信号を前記出力部から出力させ、又は、
前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷に応じた電気信号と前記光電変換部で生成された信号
電荷に応じた電気信号とを個別に前記出力部から出力さ
せる駆動手段が、前記転送部に接続されていることを特
徴とする光電変換素子。 - 【請求項２】 前記増幅用トランジスタは、電界効果型
トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の
光電変換素子。 - 【請求項３】 前記増幅用トランジスタの制御電極と前
記光電変換部の少なくとも一方の受光面側には、１種の
色のカラーフィルタが形成されていることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の光電変換素子。 - 【請求項４】 前記増幅用トランジスタの制御電極及び
前記光電変換部の受光面側には、互いに異なる色のカラ
ーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の光電変換素子。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れかに記載の
光電変換素子と、シャッタ部と、該シャッタ部の開閉タ
イミングを制御する制御手段とを有する光電変換装置に
おいて、 前記制御手段は、前記増幅用トランジスタの制御電極で
生成された信号電荷に応じて、前記シャッタ部の開閉タ
イミングを制御して、前記光電変換部で電荷が生成され
る期間を調整することを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項４の何れかに記載の
光電変換素子と、シャッタ部と、該シャッタ部の開閉タ
イミングを制御する制御手段とを有する光電変換装置に
おいて、 前記制御手段は、前記増幅用トランジスタの制御電極で
生成された信号電荷と前記光電変換部で生成された信号
電荷との加算値に基づいて、前記シャッタ部の開閉タイ
ミングを制御して、前記光電変換部で電荷が生成される
期間を調整することを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項７】 入射光に応じた信号電荷を生成する光電
変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラン
ジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号を
出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号電
荷を前記制御電極に供給するための転送部と、前記制御
電極に供給された前記信号電荷を排出するためのリセッ
ト用トランジスタとを備えた光電変換素子において、 前記リセット用トランジスタは、少なくともその一方の
主電極において入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに形成され、 前記光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に
供給させて該信号電荷に応じた電気信号を出力させると
共に、前記一方の主電極で生成された信号電荷を該主電
極から出力させる駆動手段が、前記リセット用トランジ
スタ及び前記転送部に接続されていることを特徴とする
光電変換素子。 - 【請求項８】 入射光に応じた信号電荷を生成する光電
変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラン
ジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号を
出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号電
荷を前記制御電極に供給するための転送部と、前記制御
電極に供給された前記信号電荷を排出するためのリセッ
ト用トランジスタとを備えた光電変換素子において、 前記リセット用トランジスタは、少なくともその一方の
主電極において入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに形成され、 前記一方の主電極で生成された信号電荷と前記光電変換
部で生成された信号電荷とを加算して前記制御電極に供
給し、又は、前記光電変換部で生成された信号電荷を前
記一方の主電極で生成された信号電荷と個別に前記制御
電極に供給して、前記出力部からこれら信号電荷に応じ
た電気信号を出力させる駆動手段が、前記リセット用ト
ランジスタ及び前記転送部に接続されていることを特徴
とする光電変換素子。 - 【請求項９】 前記リセット用トランジスタの前記一方
の主電極には、該主電極で生成された信号電荷を当該光
電変換素子の外部に出力するための第１のトランジスタ
と、該主電極に所定の電位を印加するための第２のトラ
ンジスタとが各々接続されていることを特徴とする請求
項７に記載の光電変換素子。 - 【請求項１０】 前記増幅用トランジスタは、電界効果
型トランジスタであり、 前記リセット用トランジスタは、ＭＯＳトランジスタで
あることを特徴とする請求項７から請求項９の何れかに
記載の光電変換素子。 - 【請求項１１】 前記リセット用トランジスタの前記一
方の主電極と前記光電変換部の少なくとも一方の受光面
側には、１種の色のカラーフィルタが形成されているこ
とを特徴とする請求項７から請求項１０の何れかに記載
の光電変換素子。 - 【請求項１２】 前記リセット用トランジスタの前記一
方の主電極及び前記光電変換部の受光面側には、互いに
異なる色のカラーフィルタが形成されていることを特徴
とする請求項７から請求項１０の何れかに記載の光電変
換素子。 - 【請求項１３】 請求項７から請求項１２の何れかに記
載の光電変換素子と、シャッタ部と、該シャッタ部の開
閉タイミングを制御する制御手段とを有する光電変換装
置において、 前記制御手段は、少なくとも、前記リセット用トランジ
スタの前記一方の主電極で生成された信号電荷に応じ
て、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、前記
光電変換部で電荷が生成される期間を調整することを特
徴とする光電変換装置。 - 【請求項１４】 入射光に応じた信号電荷を生成する光
電変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラ
ンジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号
を出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号
電荷を前記制御電極に供給するための転送部と、前記制
御電極に供給された前記信号電荷を排出するためのリセ
ット用トランジスタとを備えた光電変換素子において、 前記増幅用トランジスタは、その制御電極にて入射光に
応じた信号電荷を生成するように形成され、 前記リセット用トランジスタは、少なくともその一方の
主電極において入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに形成され、 前記光電変換部で生成された信号電荷を前記制御電極に
供給して前記出力部から該信号電荷に応じた電気信号を
出力させると共に、前記増幅用トランジスタの制御電極
で生成された信号電荷と前記一方の主電極で生成された
信号電荷とを加算して、又は、前記増幅用トランジスタ
の制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主電極で
生成された信号電荷とを個別に該主電極から出力させる
駆動手段が、前記転送部と前記リセット用トランジスタ
に接続されていることを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項１５】 入射光に応じた信号電荷を生成する光
電変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラ
ンジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号
を出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号
電荷を前記制御電極に供給するための転送部と、前記制
御電極に供給された前記信号電荷を排出するためのリセ
ット用トランジスタとを備えた光電変換素子において、 前記増幅用トランジスタは、その制御電極にて入射光に
応じた信号電荷を生成するように形成され、 前記リセット用トランジスタは、少なくともその一方の
主電極において入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに形成され、 前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷と前記光電変換部で生成された信号電荷とを加算した
値に応じた電気信号を前記出力部から出力させ、又は、
前記光電変換部で生成された信号電荷に応じた電気信号
と前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号
電荷に応じた電気信号とを個別に、前記出力部から出力
させると共に、前記リセット用トランジスタの前記一方
の主電極で生成された信号電荷を該主電極から出力させ
る駆動手段が、前記転送部と前記リセット用トランジス
タに接続されていることを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項１６】 入射光に応じた信号電荷を生成する光
電変換部と、増幅用トランジスタからなり該増幅用トラ
ンジスタの制御電極に供給された電荷に応じて電気信号
を出力する出力部と、前記光電変換部で生成された信号
電荷を前記制御電極に供給するための転送部と、前記制
御電極に供給された前記信号電荷を排出するためのリセ
ット用トランジスタとを備えた光電変換素子において、 前記増幅用トランジスタは、その制御電極にて入射光に
応じた信号電荷を生成するように形成され、 前記リセット用トランジスタは、少なくともその一方の
主電極において入射光に応じた信号電荷が生成されるよ
うに形成され、 前記増幅用トランジスタの制御電極で生成された信号電
荷と前記一方の主電極で生成された信号電荷と前記光電
変換部で生成された信号電荷とを加算した値に応じた電
気信号を前記出力部から出力させ、 又は、前記光電変換部で生成された信号電荷を前記制御
電極に供給して前記出力部から該信号電荷に応じた電気
信号を出力させると共に、前記増幅用トランジスタの制
御電極で生成された信号電荷と前記一方の主電極で生成
された信号電荷とを加算して、又は、前記増幅用トラン
ジスタの制御電極で生成された信号電荷と前記一方の主
電極で生成された信号電荷とを個別に該出力部から出力
させる駆動手段が、前記転送部と前記リセット用トラン
ジスタに接続されていることを特徴とする光電変換素
子。 - 【請求項１７】 前記リセット用トランジスタの前記一
方の主電極には、前記増幅用トランジスタの制御電極で
生成された信号電荷及び／又は該主電極で生成された信
号電荷を当該光電変換素子の外部に出力するための第１
のトランジスタと、該主電極に所定の電位を印加するた
めの第２のトランジスタとが各々接続されていることを
特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の光電変換
素子。 - 【請求項１８】 前記増幅用トランジスタは、電界効果
型トランジスタであり、 前記リセット用トランジスタは、ＭＯＳトランジスタで
あることを特徴とする請求項１４から請求項１７の何れ
かに記載の光電変換素子。 - 【請求項１９】 前記増幅用トランジスタの制御電極、
前記リセット用トランジスタの前記一方の主電極、前記
光電変換部の少なくとも１つの受光面側には、１種のカ
ラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項
１４から請求項１８の何れかに記載の光電変換素子。 - 【請求項２０】 前記増幅用トランジスタの制御電極、
前記リセット用トランジスタの前記一方の主電極、前記
光電変換部の少なくとも２つの受光面側には、互いに異
なる色のカラーフィルタが形成されていることを特徴と
する請求項１４から請求項１８の何れかに記載の光電変
換素子。 - 【請求項２１】 請求項１４から請求項２０の何れかに
記載の光電変換素子と、シャッタ部と、該シャッタ部の
開閉タイミングを制御する制御手段とを有する光電変換
装置において、 前記制御手段は、少なくとも、前記増幅用トランジスタ
の制御電極で生成された信号電荷又は前記リセット用ト
ランジスタの前記一方の主電極で生成された信号電荷に
応じて、前記シャッタ部の開閉タイミングを制御して、
前記光電変換部で電荷が生成される期間を調整すること
を特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２２】 前記制御手段は、前記出力部から出力
される電気信号が第１の所定値を超えたとき、又は、前
記リセット用トランジスタの前記一方の主電極から出力
される信号電荷が第２の所定値を超えたときに、前記シ
ャッタ部を閉成して、前記光電変換部で電荷が生成され
る期間を調整することを特徴とする請求項２１に記載の
光電変換装置。
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|---|---|---|---|
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| JPH11150256A true JPH11150256A (ja) | 1999-06-02 |
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ID=26538772
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Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001203940A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Eastman Kodak Co | イメージセンサ |
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-
1997
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-
1998
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4614545B2 (ja) * | 2000-01-18 | 2011-01-19 | イーストマン コダック カンパニー | イメージセンサ |
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